Cercetătorii de la Crann (Centrul de Cercetări privind nanostructurile și nanodevicele adaptive) și Școala de Fizică de la Trinity College Dublin, au anunțat astăzi că unMaterial magneticDezvoltat la centru demonstrează cea mai rapidă comutare magnetică înregistrată vreodată.
Echipa a folosit sisteme cu laser femtosecund în laboratorul de cercetare fotonică de la Crann pentru a schimba și apoi a relua orientarea magnetică a materialului lor în trilioane de secunde, de șase ori mai repede decât recordul anterior și de o sută de ori mai rapid decât viteza de ceas a unui computer personal.
Această descoperire demonstrează potențialul materialului pentru o nouă generație de computere ultra-rapide eficiente din punct de vedere energetic și sisteme de stocare a datelor.
Cercetătorii și -au obținut viteza de comutare fără precedent într -un aliaj numit MRG, sintetizat pentru prima dată de grup în 2014 de la mangan, ruteniu și galiu. În experiment, echipa a lovit filme subțiri de MRG cu explozii de lumină laser roșie, livrând megawati de putere în mai puțin de un miliard de secundă.
Transferul de căldură comută orientarea magnetică a MRG. Este nevoie de o zecime neimaginabil de rapid dintr -o picosecundă pentru a realiza această primă schimbare (1 ps = o trilionime de secundă). Dar, mai important, echipa a descoperit că ar putea schimba din nou orientarea din nou 10 trilioane de secundă mai târziu. Aceasta este cea mai rapidă reluare a orientării unui magnet observat vreodată.
Rezultatele lor sunt publicate săptămâna aceasta în The Leading Physics Journal, Physical Review Letters.
Descoperirea ar putea deschide noi căi de calcul inovator și tehnologie informațională, având în vedere importanțaMaterial magnetics în această industrie. Ascuns în multe dintre dispozitivele noastre electronice, precum și în centrele de date pe scară largă din centrul internetului, materiale magnetice citesc și stochează datele. Explozia informațională actuală generează mai multe date și consumă mai multă energie ca niciodată. Găsirea de noi modalități eficiente din punct de vedere energetic de a manipula datele și materialele care trebuie să se potrivească este o preocupare a cercetării la nivel mondial.
Cheia succesului echipelor Trinity a fost capacitatea lor de a realiza comutarea ultrarapidă fără niciun câmp magnetic. Comutarea tradițională a unui magnet folosește un alt magnet, care costă atât din punct de vedere al energiei, cât și al timpului. Cu MRG, comutarea a fost obținută cu un impuls de căldură, folosind interacțiunea unică a materialului cu lumina.
Cercetătorii Trinity Jean Besbas și Karsten au discutat despre o cale a cercetării:
„Material magneticS în mod inerent, au memorie care poate fi folosită pentru logică. Până în prezent, trecerea de la o stare magnetică „logică 0”, la altul „logică 1”, a fost prea înfometată de energie și prea lentă. Cercetarea noastră abordează viteza arătând că putem schimba MRG de la un stat la altul în 0,1 picosecunde și, în mod crucial, că un al doilea comutator poate urma doar 10 picosecunde mai târziu, corespunzând unei frecvențe operaționale de ~ 100 gigahertz - mai degrabă decât orice lucru observat înainte.
„Descoperirea evidențiază capacitatea specială a MRG -ului nostru de a cupla în mod eficient lumina și rotirea, astfel încât să putem controla magnetismul cu lumină și lumină cu magnetism pe perioade de până acum de neatins.”
Comentând activitatea echipei sale, profesorul Michael Coey, Trinity's School of Physics și Crann, a spus: „În 2014, când echipa mea și cu mine am anunțat pentru prima dată că am creat un aliaj complet nou de mangan, ruteniu și galiu, cunoscut sub numele de MRG, nu am suspectat niciodată că materialul are acest potențial remarcabil magneto-optic.
„Această demonstrație va duce la noi concepte de dispozitiv bazate pe lumină și magnetism, care ar putea beneficia de viteza și eficiența energetică mult crescută, poate în cele din urmă realizând un singur dispozitiv universal cu memorie combinată și funcționalitate logică. Este o provocare uriașă, dar am arătat un material care ar putea face posibil. Sperăm să asigurăm finanțare și colaborare în industrie pentru a ne urmări munca. ”
Timpul post: 05-2021 mai