Výskumníci z CRANN (Centrum pre výskum adaptívnych nanoštruktúr a nanozariadení) a School of Physics na Trinity College Dublin dnes oznámili, žemagnetický materiálvyvinuté v Centre demonštruje najrýchlejšie magnetické prepínanie, aké bolo kedy zaznamenané.
Tím použil femtosekundové laserové systémy vo Photonics Research Laboratory v CRANN na prepnutie a následné opätovné prepnutie magnetickej orientácie ich materiálu v bilióninách sekundy, šesťkrát rýchlejšie ako predchádzajúci záznam a stokrát rýchlejšie ako rýchlosť hodín. osobný počítač.
Tento objav demonštruje potenciál materiálu pre novú generáciu energeticky účinných ultrarýchlych počítačov a systémov na ukladanie dát.
Výskumníci dosiahli svoje bezprecedentné rýchlosti prepínania v zliatine s názvom MRG, ktorú skupina prvýkrát syntetizovala v roku 2014 z mangánu, ruténia a gália.V experimente tím zasiahol tenké vrstvy MRG zábleskami červeného laserového svetla, ktoré dodávajú megawatty energie za menej ako miliardtinu sekundy.
Prenos tepla mení magnetickú orientáciu MRG.Na dosiahnutie tejto prvej zmeny je potrebná nepredstaviteľne rýchla desatina pikosekundy (1 ps = jedna bilióntina sekundy).Ale čo je dôležitejšie, tím zistil, že môžu zmeniť orientáciu späť o 10 biliónov sekundy neskôr.Ide o najrýchlejšie prepnutie orientácie magnetu, aké bolo kedy pozorované.
Ich výsledky sú zverejnené tento týždeň v poprednom fyzikálnom časopise Physical Review Letters.
Objav by mohol otvoriť nové cesty pre inovatívne výpočtové a informačné technológie, vzhľadom na dôležitosťmagnetický materiáls v tomto odvetví.Magnetické materiály, skryté v mnohých našich elektronických zariadeniach, ako aj vo veľkých dátových centrách v srdci internetu, čítajú a ukladajú dáta.Súčasná informačná explózia generuje viac údajov a spotrebuje viac energie ako kedykoľvek predtým.Hľadanie nových energeticky účinných spôsobov manipulácie s údajmi a zodpovedajúcich materiálov je celosvetovým záujmom výskumu.
Kľúčom k úspechu tímov Trinity bola ich schopnosť dosiahnuť ultrarýchle prepínanie bez akéhokoľvek magnetického poľa.Tradičné prepínanie magnetu používa iný magnet, ktorý je nákladný z hľadiska energie aj času.S MRG sa prepínanie dosiahlo tepelným impulzom, pričom sa využila jedinečná interakcia materiálu so svetlom.
Výskumníci z Trinity Jean Besbas a Karsten Rode diskutujú o jednej ceste výskumu:
“Magnetický materiálmajú vo svojej podstate pamäť, ktorú možno použiť na logiku.Doteraz bolo prepínanie z jedného magnetického stavu „logickej 0“ do iného „logickej 1“ príliš energeticky náročné a príliš pomalé.Náš výskum sa zaoberá rýchlosťou tým, že ukazuje, že môžeme prepnúť MRG z jedného stavu do druhého za 0,1 pikosekundy a čo je najdôležitejšie, že druhé prepnutie môže nasledovať len o 10 pikosekúnd neskôr, čo zodpovedá prevádzkovej frekvencii ~ 100 gigahertzov – rýchlejšie ako čokoľvek predtým pozorované.
"Objav zdôrazňuje špeciálnu schopnosť nášho MRG efektívne spájať svetlo a rotáciu, aby sme mohli ovládať magnetizmus svetlom a svetlo s magnetizmom v doteraz nedosiahnuteľných časových intervaloch."
Profesor Michael Coey z Trinity's School of Physics a CRANN v komentári k práci svojho tímu povedal: „Keď sme v roku 2014 s mojím tímom prvýkrát oznámili, že sme vytvorili úplne novú zliatinu mangánu, ruténia a gália, známu ako MRG, nikdy sme mali podozrenie, že materiál má tento pozoruhodný magnetooptický potenciál.
„Táto demonštrácia povedie k novým konceptom zariadení založených na svetle a magnetizme, ktoré by mohli ťažiť z výrazne zvýšenej rýchlosti a energetickej účinnosti, a možno v konečnom dôsledku zrealizujú jediné univerzálne zariadenie s kombinovanou pamäťou a logickými funkciami.Je to obrovská výzva, ale ukázali sme materiál, ktorý to môže umožniť.Dúfame, že zabezpečíme financovanie a priemyselnú spoluprácu, aby sme mohli pokračovať v našej práci.“
Čas odoslania: máj-05-2021