Raziskovalci iz Cranna (Center za raziskave prilagodljivih nanostruktur in nanodejev) in Šola za fiziko na Trinity College Dublin, so danes sporočili, da a amagnetni materialRazvit v središču prikazuje najhitrejše magnetno stikalo, ki je bilo kdaj zabeleženo.
Ekipa je v laboratoriju za raziskovanje fotonike v Crannu uporabila femtosekundne laserske sisteme, da je preklopila in nato ponovno preklopila magnetno orientacijo svojega materiala v trilijone sekunde, šestkrat hitreje od prejšnjega zapisa in stokrat hitreje od hitrosti osebnega računalnika.
To odkritje prikazuje potencial gradiva za novo generacijo energetsko učinkovitih zelo hitrih računalnikov in sistemov za shranjevanje podatkov.
Raziskovalci so dosegli svoje hitrosti preklopa brez primere v zlitini, imenovani MRG, ki jo je skupina najprej sintetizirala leta 2014 iz mangana, rutenija in galija. V eksperimentu je ekipa zadela tanke filme MRG z razbijanjem rdeče laserske svetlobe, ki je v manj kot milijardi sekunde dostavila megavate moči.
Prenos toplote preklopi magnetno orientacijo MRG. Za dosego te prve spremembe je potrebna nepredstavljivo hitro desetino pikosekunde (1 ps = en trilijon sekunde). Še pomembneje pa je, da je ekipa odkrila, da lahko orientacijo ponovno preklopijo nazaj 10 bilijonov sekunde kasneje. To je najhitrejša ponovna preklapljanje magnetne orientacije, ki je bila kdaj opažena.
Njihovi rezultati so objavljeni ta teden v vodilnem reviji Physics, Physical Review Letters.
Odkritje bi lahko odprlo nove poti za inovativno računalništvo in informacijsko tehnologijo, glede na pomenmagnetni materialS v tej panogi. Skrita v številnih naših elektronskih napravah, pa tudi v obsežnih podatkovnih centrih v središču interneta, magnetni materiali berejo in shranijo podatke. Trenutna eksplozija informacij ustvari več podatkov in porabi več energije kot kdaj koli prej. Iskanje novih energetsko učinkovitih načinov za manipulacijo s podatki in materiale, ki se ujemajo, je svetovno raziskovalno preokupacijo.
Ključ do uspeha Trinity Teams je bila njihova sposobnost doseganja ultra hitrega preklopa brez magnetnega polja. Tradicionalno preklapljanje magneta uporablja še en magnet, ki je strošek tako v zvezi z energijo kot v času. Z MRG smo preklop dosegli s toplotnim impulzom, pri čemer smo uporabili edinstveno interakcijo materiala s svetlobo.
Trinity Raziskovalci Jean Besbas in Karsten Rode razpravljajo o eni poti raziskave:
»Magnetni materialS po sebi ima pomnilnik, ki ga je mogoče uporabiti za logiko. Zaenkrat je prehod z enega magnetnega stanja "logično 0" na drugo "logično 1" preveč energijsko lačen in prepočasen. Naša raziskava naslavlja hitrost, tako da pokaže, da lahko MRG iz enega stanja preklopimo v 0,1 pikosekund in bistveno, da lahko drugo stikalo pozneje sledi le 10 pikosekund, kar ustreza operativni frekvenci ~ 100 gigahertza - gostega, kot je bilo prej.
"Odkritje poudarja posebno sposobnost našega MRG, da učinkovito poveže svetlobo in vrtenje, tako da lahko nadziramo magnetizem z svetlobo in svetlobo z magnetizmom na doslej nedoločljivih časovnih lestvicah."
Profesor Michael Coey, Trinity's School of Fizika in Crann, je komentiral delo svoje ekipe, je dejal: "Leta 2014, ko sva z mojo ekipo prvič sporočila, da smo ustvarili povsem novo zlitino mangana, rutenija in Gallium, znanega kot MRG, nikoli nismo sumili, da ima gradivo ta izjemen magneto-optični potencial.
"Ta demonstracija bo privedla do novih konceptov naprave, ki temeljijo na svetlobi in magnetizmu, ki bi lahko koristili močno povečani hitrosti in energetske učinkovitosti, morda na koncu uresničili eno samo univerzalno napravo s kombiniranim pomnilnikom in logično funkcionalnostjo. To je velik izziv, vendar smo pokazali material, ki bi lahko omogočil. Upamo, da bomo zagotovili financiranje in industrijsko sodelovanje za nadaljevanje dela. "
Čas objave: maj-05-2021