Pesquisadores do Crann (Centro de Pesquisa sobre Nanoestruturas Adaptivas e Nanodevices), e a Escola de Física do Trinity College Dublin, anunciaram hoje que umMaterial magnéticoDesenvolvido no centro demonstra a comutação magnética mais rápida já registrada.
A equipe usou sistemas de laser de femtossegundos no laboratório de pesquisa de fotônicos em Crann para trocar e depois reproduzir a orientação magnética de seu material nos trilhões de segundo, seis vezes mais rápido que o recorde anterior e uma cem vezes mais rápido que a velocidade do relógio de um computador pessoal.
Essa descoberta demonstra o potencial do material para uma nova geração de computadores ultra-rápidos com eficiência energética e sistemas de armazenamento de dados.
Os pesquisadores alcançaram suas velocidades de comutação sem precedentes em uma liga chamada MRG, sintetizada pela primeira vez pelo grupo em 2014 de Manganês, Rutênio e Gálio. No experimento, a equipe bateu filmes finos de MRG com rajadas de luz a laser vermelha, entregando megawatts de poder em menos de um bilionésimo de segundo.
A transferência de calor alterna a orientação magnética do MRG. É preciso um décimo de um picossegundo inimaginavelmente rápido para alcançar essa primeira mudança (1 ps = um trilhão de segundo). Mas, mais importante, a equipe descobriu que poderia trocar a orientação novamente 10 trilhões de um segundo depois. Esta é a rebotagem mais rápida da orientação de um ímã já observada.
Seus resultados são publicados nesta semana no Physics Journal, Physics Review Letters.
A descoberta poderia abrir novos caminhos para computação inovadora e tecnologia da informação, dada a importância deMaterial magnéticoestá nesse setor. Escondidos em muitos de nossos dispositivos eletrônicos, bem como nos data centers em larga escala no coração da Internet, os materiais magnéticos leem e armazenam os dados. A explosão atual de informações gera mais dados e consome mais energia do que nunca. Encontrar novas maneiras eficientes em termos de energia de manipular dados e materiais para combinar é uma preocupação de pesquisas em todo o mundo.
A chave para o sucesso das equipes da Trinity foi a capacidade de alcançar a troca ultra -rápida sem nenhum campo magnético. A troca tradicional de um ímã usa outro ímã, que tem custos em termos de energia e tempo. Com o MRG, a comutação foi alcançada com um pulso de calor, usando a interação única do material com a luz.
Os pesquisadores da Trinity, Jean Besbas e Karsten, discutem uma avenida da pesquisa:
““Material magnéticoS Inerentemente, possui memória que pode ser usada para lógica. Até agora, a mudança de um estado magnético 'lógico 0' para outro 'lógico 1' tem sido muito sedento de energia e muito lento. Nossa pesquisa aborda a velocidade, mostrando que podemos mudar de MRG de um estado para outro em 0,1 picossegundos e crucialmente que um segundo interruptor pode seguir apenas 10 picossegundos posteriormente, correspondendo a uma frequência operacional de ~ 100 gigahertz - mais do que qualquer coisa observada antes.
"A descoberta destaca a capacidade especial de nosso MRG de aconselhar e efetivamente a luz e a rotação, para que possamos controlar o magnetismo com luz e luz com magnetismo em escalas de tempo até então inatingíveis".
Comentando sobre o trabalho de sua equipe, o professor Michael Coey, a Escola de Física e Cranny da Trinity, disse: “Em 2014, quando minha equipe e eu anunciamos pela primeira vez que criamos uma liga completamente nova de manganês, rutênio e gálio, conhecido como MRG, nunca suspeitamos que o material tenha esse notável potencial magneto-optical.
“Essa demonstração levará a novos conceitos de dispositivo com base em luz e magnetismo que podem se beneficiar de uma maior eficiência energética aumentada, talvez percebendo um único dispositivo universal com memória combinada e funcionalidade lógica. É um grande desafio, mas mostramos um material que pode tornar possível. Esperamos garantir o financiamento e a colaboração do setor para seguir nosso trabalho. ”
Hora de postagem: maio-05-2021