Истраживачи из CRANN-а (Центра за истраживање адаптивних наноструктура и наноуређаја) и Факултета за физику на Тринити колеџу у Даблину данас су објавили да је...магнетни материјалразвијен у Центру показује најбрже магнетно пребацивање икада забележено.
Тим је користио фемтосекундне ласерске системе у Лабораторији за истраживање фотонике у CRANN-у како би променио, а затим поново променио магнетну оријентацију свог материјала у трилионитим деловима секунде, шест пута брже од претходног рекорда и сто пута брже од брзине такта персоналног рачунара.
Ово откриће показује потенцијал материјала за нову генерацију енергетски ефикасних ултрабрзих рачунара и система за складиштење података.
Истраживачи су постигли своје невиђене брзине пребацивања у легури названој MRG, коју је група први пут синтетизовала 2014. године од мангана, рутенијума и галијума. У експерименту, тим је погодио танке филмове MRG-а бљесковима црвене ласерске светлости, испоручујући мегавате снаге за мање од милијардитог дела секунде.
Пренос топлоте мења магнетну оријентацију MRG-а. Потребна је незамисливо брза десетина пикосекунде да се постигне ова прва промена (1 пс = један трилионити део секунде). Али, што је још важније, тим је открио да могу поново да промене оријентацију 10 трилионитих делова секунде касније. Ово је најбрже пребацивање оријентације магнета икада примећено.
Њихови резултати објављени су ове недеље у водећем часопису за физику, Physical Review Letters.
Откриће би могло да отвори нове путеве за иновативне рачунарске и информационе технологије, с обзиром на важностмагнетни материјалу овој индустрији. Скривени у многим нашим електронским уређајима, као и у великим центрима података у срцу интернета, магнетни материјали читају и чувају податке. Тренутна информациона експлозија генерише више података и троши више енергије него икада раније. Проналажење нових енергетски ефикасних начина за манипулацију подацима, као и одговарајућих материјала, је светска истраживачка преокупација.
Кључ успеха тимова Тринити била је њихова способност да постигну ултрабрзо пребацивање без икаквог магнетног поља. Традиционално пребацивање магнета користи други магнет, што има своју цену и у погледу енергије и времена. Са MRG-ом, пребацивање је постигнуто топлотним импулсом, користећи јединствену интеракцију материјала са светлошћу.
Истраживачи Тринитија, Жан Бесбас и Карстен Роде, разговарају о једном правцу истраживања:
„Магнетни материјалС инхерентно имају меморију која се може користити за логику. До сада је пребацивање из једног магнетног стања „логичка 0“ у друго „логичка 1“ било превише енергетски захтевно и преспоро. Наше истраживање се бави брзином показујући да можемо пребацити MRG из једног стања у друго за 0,1 пикосекунди и, што је кључно, да друго прекидање може уследити само 10 пикосекунди касније, што одговара оперативној фреквенцији од ~100 гигахерца - брже од свега што је раније примећено.
„Откриће истиче посебну способност нашег MRG-а да ефикасно повеже светлост и спин тако да можемо да контролишемо магнетизам светлошћу и светлост магнетизмом у до сада недостижним временским скалама.“
Коментаришући рад свог тима, професор Мајкл Кои са Тринитијевог факултета за физику и CRANN-а, рекао је: „2014. године, када смо мој тим и ја први пут објавили да смо створили потпуно нову легуру мангана, рутенијума и галијума, познату као MRG, никада нисмо сумњали да материјал има овај изузетан магнето-оптички потенцијал.“
„Ова демонстрација ће довести до нових концепата уређаја заснованих на светлости и магнетизму који би могли имати користи од знатно повећане брзине и енергетске ефикасности, можда на крају остваривши један универзални уређај са комбинованом меморијском и логичком функционалношћу. То је огроман изазов, али смо показали материјал који би то могао омогућити. Надамо се да ћемо обезбедити финансирање и сарадњу са индустријом како бисмо наставили наш рад.“
Време објаве: 05. мај 2021.