Naukowcy z Crann (Center for Research on Adaptive Nanostructures and Nanodevices) oraz School of Physics w Trinity College Dublin, ogłosili dziś, że amateriał magnetycznyOpracowane w centrum pokazuje najszybsze przełączanie magnetyczne, jakie kiedykolwiek zarejestrowano.
Zespół używał femtosekundowych systemów laserowych w laboratorium badawczym Photonics w Crann, aby zmienić, a następnie przełączyć magnetyczną orientację materiału w trylionach sekundy, sześć razy szybciej niż poprzedni rekord i sto razy szybciej niż prędkość zegara komputera osobistego.
Odkrycie to pokazuje potencjał materiału do nowej generacji energooszczędnych ultra szybkich komputerów i systemów magazynowania danych.
Naukowcy osiągnęli bezprecedensowe prędkości przełączania w stopniu o nazwie MRG, po raz pierwszy zsyntetyzowane przez grupę w 2014 r. Z manganu, rutenu i galu. W eksperymencie zespół uderzył w cienkie folie MRG z seriami czerwonego laserowego światła, dostarczając megawatów władzy w mniej niż miliardową sekundę.
Przenoszenie ciepła przełącza orientację magnetyczną MRG. Osiągnięcie tej pierwszej zmiany wymaga niewyobrażalnie szybka dziesiąta pikosekundy (1 ps = jedna bilionna sekundy). Ale, co ważniejsze, zespół odkrył, że może ponownie zmienić orientację 10 bilionów sekundy później. Jest to najszybsze przełączanie orientacji magnesu, jakie kiedykolwiek zaobserwowano.
Ich wyniki zostały opublikowane w tym tygodniu w wiodącym czasopiśmie fizyki, Physical Review Letters.
Odkrycie może otworzyć nowe możliwości innowacyjnego obliczeń i technologii informacyjnych, biorąc pod uwagę znaczeniemateriał magnetycznys w tej branży. Ukryte w wielu naszych urządzeniach elektronicznych, a także w dużych centrach danych w sercu Internetu, czytanie i przechowywanie danych magnetycznych. Obecna eksplozja informacji generuje więcej danych i zużywa więcej energii niż kiedykolwiek wcześniej. Znalezienie nowych energooszczędnych sposobów manipulowania danymi i materiałami do dopasowania, to światowe zajęcie badań.
Kluczem do sukcesu zespołów Trinity była ich zdolność do osiągnięcia ultraszybkiego przełączania bez pola magnetycznego. Tradycyjne przełączanie magnesu wykorzystuje kolejny magnes, który kosztuje zarówno energię, jak i czas. W przypadku MRG przełączanie osiągnięto za pomocą impulsu cieplnego, wykorzystując unikalną interakcję materiału ze światłem.
Badacze Trinity Jean Besbas i Karsten jeździli, omawiają jedną drogę badań:
"Materiał magnetycznys z natury mają pamięć, która może być używana do logiki. Jak dotąd przełączanie z jednego stanu magnetycznego „logicznego 0, na inny„ logiczny 1 ”, było zbyt głodne energii i zbyt wolne. Nasze badania odnoszą się do prędkości, pokazując, że możemy przełączyć MRG z jednego stanu na drugi w 0,1 pikosekund i co najważniejsze, że drugi przełącznik może po 10 pikosekund później, co odpowiada częstotliwości operacyjnej ~ 100 Gigahertz - większa niż cokolwiek zaobserwowane wcześniej.
„Odkrycie podkreśla specjalną zdolność naszego MRG do skutecznego łączenia światła i wirowania, abyśmy mogli kontrolować magnetyzm ze światłem i światłem z magnetyzmem w dotychczasowych skalach czasowych”.
Komentując pracę swojego zespołu, profesor Michael Coey, Trinity's School of Physics i Crann, powiedział: „W 2014 roku, kiedy mój zespół i ja po raz pierwszy ogłosiliśmy, że stworzyliśmy zupełnie nowy stop manganu, rutenu i gali, znany jako MRG, nigdy nie podejrzewaliśmy, że materiał miał ten niezwykły potencjał magnetooptyczny.
„Ta demonstracja doprowadzi do nowych koncepcji urządzeń opartych na świetle i magnetyzmie, które mogłyby skorzystać z znacznie zwiększonej prędkości i wydajności energetycznej, być może ostatecznie realizując jedno uniwersalne urządzenie z funkcją pamięci i logiki. To ogromne wyzwanie, ale pokazaliśmy materiał, który może to umożliwić. Mamy nadzieję zabezpieczyć finansowanie i współpracę branżową w celu kontynuowania naszej pracy. ”
Czas po: 05-2021