CRANN (Uyarlanabilir Nanoyapılar ve Nanoaygıtlar Araştırma Merkezi) ve Trinity College Dublin Fizik Okulu'ndaki araştırmacılar bugün,manyetik malzemeMerkezde geliştirilen bu teknoloji şimdiye kadar kaydedilen en hızlı manyetik anahtarlamayı gösteriyor.
Ekip, CRANN'deki Fotonik Araştırma Laboratuvarı'ndaki femtosaniye lazer sistemlerini kullanarak malzemelerinin manyetik yönelimini saniyenin trilyonda biri kadar bir sürede değiştirip tekrar değiştirdi. Bu, önceki rekorun altı katı ve bir kişisel bilgisayarın saat hızından yüz kat daha hızlı.
Bu keşif, malzemenin yeni nesil enerji tasarruflu ultra hızlı bilgisayarlar ve veri depolama sistemleri için potansiyelini ortaya koyuyor.
Araştırmacılar, 2014 yılında grup tarafından manganez, rutenyum ve galyumdan sentezlenen MRG adlı bir alaşımda benzeri görülmemiş anahtarlama hızlarına ulaştılar. Deneyde ekip, ince MRG filmlerine kırmızı lazer ışığı patlamaları uygulayarak saniyenin milyarda birinden daha kısa sürede megavatlarca güç sağladı.
Isı transferi, MRG'nin manyetik yönünü değiştirir. Bu ilk değişimin gerçekleşmesi, pikosaniyenin onda biri kadar (1 ps = saniyenin trilyonda biri) inanılmaz bir hız gerektirir. Ancak daha da önemlisi, ekip, yönü saniyenin on trilyonda biri kadar bir süre sonra tekrar değiştirebileceklerini keşfetti. Bu, bir mıknatısın yönünün şimdiye kadar gözlemlenen en hızlı şekilde yeniden değiştirilmesidir.
Bulguları bu hafta önde gelen fizik dergisi Physical Review Letters'da yayımlandı.
Bu keşif, yenilikçi bilgi işlem ve bilişim teknolojisi için yeni yollar açabilir, çünkü bu teknolojilerin önemi şu şekilde:manyetik malzemeBu sektördekiler. Birçok elektronik cihazımızda ve internetin kalbindeki büyük ölçekli veri merkezlerinde gizli olan manyetik malzemeler, verileri okur ve depolar. Mevcut bilgi patlaması, her zamankinden daha fazla veri üretiyor ve daha fazla enerji tüketiyor. Verileri ve bunlara uygun malzemeleri işlemenin yeni enerji tasarruflu yollarını bulmak, dünya çapında bir araştırma konusudur.
Trinity ekiplerinin başarısının anahtarı, herhangi bir manyetik alan olmadan ultra hızlı geçiş yapabilmeleriydi. Geleneksel mıknatıs geçişi, hem enerji hem de zaman açısından maliyetli olan başka bir mıknatıs kullanır. MRG ile geçiş, malzemenin ışıkla benzersiz etkileşiminden yararlanılarak bir ısı darbesiyle sağlandı.
Trinity araştırmacıları Jean Besbas ve Karsten Rode araştırmanın bir yolunu tartışıyorlar:
"Manyetik malzemeDoğal olarak mantık için kullanılabilecek bir belleğe sahiptirler. Şimdiye kadar, bir manyetik durumdan ('mantıksal 0') diğerine ('mantıksal 1') geçiş çok fazla enerji tüketen ve çok yavaş bir süreçti. Araştırmamız, MRG'yi bir durumdan diğerine 0,1 pikosaniyede geçirebildiğimizi ve daha da önemlisi, ikinci bir geçişin yalnızca 10 pikosaniye sonra gerçekleşebileceğini göstererek hızı ele alıyor; bu da ~ 100 gigahertz'lik bir çalışma frekansına denk geliyor; bu da daha önce gözlemlenen her şeyden daha hızlı.
"Bu keşif, MRG'mizin ışığı ve spini etkili bir şekilde birleştirerek manyetizmayı ışıkla ve ışığı manyetizmayı da bugüne kadar ulaşılamayan zaman ölçeklerinde kontrol edebilmemizi sağlayan özel yeteneğini ortaya koyuyor."
Trinity Fizik Okulu ve CRANN'den Profesör Michael Coey, ekibinin çalışmaları hakkında şunları söyledi: "2014 yılında ekibimle birlikte MRG olarak bilinen manganez, rutenyum ve galyumdan oluşan tamamen yeni bir alaşım yarattığımızı duyurduğumuzda, malzemenin bu kadar olağanüstü bir manyeto-optik potansiyele sahip olduğundan hiç şüphelenmemiştik.
"Bu gösteri, ışık ve manyetizmaya dayalı, büyük ölçüde artırılmış hız ve enerji verimliliğinden faydalanabilecek yeni cihaz konseptlerine yol açacak ve belki de nihayetinde birleşik bellek ve mantık işlevselliğine sahip tek bir evrensel cihaz ortaya çıkaracak. Bu çok zorlu bir süreç, ancak bunu mümkün kılabilecek bir materyal ortaya koyduk. Çalışmalarımızı sürdürmek için fon ve sektör iş birliği sağlamayı umuyoruz."
Gönderim zamanı: 05 Mayıs 2021