Исследователи из Crann (Центр исследований адаптивных наноструктур и нанодев.магнитный материалРазработанный в центре демонстрирует самый быстрый магнитный переключение, когда -либо записанный.
Команда использовала фемтосекундные лазерные системы в лаборатории исследований в области фотоники в Кранне, чтобы переключиться, а затем переключать магнитную ориентацию своего материала на триллионеры секунды, в шесть раз быстрее, чем предыдущий рекорд, и в сто раз быстрее, чем тактовая скорость персонального компьютера.
Это открытие демонстрирует потенциал материала для нового поколения энергоэффективных ультрабывающих компьютеров и систем хранения данных.
Исследователи достигли своих беспрецедентных скоростей переключения в сплаве, называемом MRG, впервые синтезированным группой в 2014 году от марганца, рутения и галлия. В эксперименте команда попала в тонкие пленки MRG с всплесками красного лазерного света, обеспечивая мегаватты власти менее чем за миллиард секунды.
Теплопередача переключает магнитную ориентацию MRG. Для достижения этого первого изменения требуется невообразимо быстрая десятая часть пикосекунды (1 пс = один триллионс секунды). Но, что более важно, команда обнаружила, что может снова переключить ориентацию на 10 триллионов секунды спустя. Это самое быстрое переключение ориентации магнита.
Их результаты опубликованы на этой неделе в ведущем журнале физики, Physical Review Letters.
Обнаружение может открыть новые возможности для инновационных компьютерных и информационных технологий, учитывая важностьмагнитный материалS в этой отрасли. Скрытые во многих наших электронных устройствах, а также в крупномасштабных центрах обработки данных в основе Интернета, магнитные материалы читают и хранят данные. Текущий информационный взрыв генерирует больше данных и потребляет больше энергии, чем когда -либо прежде. Поиск новых энергоэффективных способов манипулировать данными и материалами для соответствия, является всемирной исследовательской озабоченностью.
Ключом к успеху команд Trinity была их способность достичь сверхбыстом переключения без какого -либо магнитного поля. Традиционное переключение магнита использует еще один магнит, который стоит с точки зрения как энергии, так и времени. При MRG переключение было достигнуто с помощью теплового импульса, используя уникальное взаимодействие материала со светом.
Исследователи Тринити Джин Бесбас и Карстен Рауде обсуждают один путь исследования:
«Магнитный материалS по своей сути имеет память, которая может быть использована для логики. До сих пор переход от одного магнитного состояния «логично 0» на другое «логическое 1» было слишком энергичным и слишком медленным. Наше исследование учитывает скорость, показывая, что мы можем переключить MRG из одного состояния на другое в 0,1 пикосекундах и, что решает, что второй переключатель может следовать только на 10 пикосекундах позже, что соответствует оперативной частоте ~ 100 Gigahertz - более того, что наблюдалось ранее.
«Открытие подчеркивает особую способность нашего MRG эффективно соединить свет и вращаться, чтобы мы могли управлять магнетизмом с помощью света и света с магнетизмом на до сих пор недостижимых временных масштабах».
Комментируя работу своей команды, профессор Майкл Кои, Школа физики и Кранна Тринити, сказал: «В 2014 году, когда мы с моей командой впервые объявили, что мы создали совершенно новый сплав марганца, рутения и галлиума, известного как MRG, мы никогда не подозревали, что материал имел этот замечательный магнитооптический потенциал.
«Эта демонстрация приведет к новым концепциям устройства, основанным на свете и магнетизме, которые могут извлечь выгоду из значительно повышенной скорости и энергоэффективности, возможно, в конечном итоге реализуя одно универсальное устройство с комбинированной памятью и логической функциональностью. Это огромная проблема, но мы показали материал, который может сделать его возможным. Мы надеемся обеспечить финансирование и сотрудничество в отрасли, чтобы продолжить нашу работу ».
Время публикации: май-05-2021