Các nhà nghiên cứu tại CRANN (Trung tâm nghiên cứu về cấu trúc nano và nano thích ứng), và Trường Vật lý tại Trinity College Dublin, hôm nay đã thông báo rằng A A Avật liệu từ tínhĐược phát triển tại trung tâm cho thấy chuyển đổi từ tính nhanh nhất từng được ghi lại.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các hệ thống laser femtosecond trong phòng thí nghiệm nghiên cứu quang tử tại CRANN để chuyển đổi và sau đó chuyển đổi định hướng từ tính của vật liệu của chúng trong nghìn tỷ giây, nhanh hơn sáu lần so với kỷ lục trước đó và nhanh hơn một trăm lần so với tốc độ đồng hồ của máy tính cá nhân.
Khám phá này cho thấy tiềm năng của vật liệu cho một thế hệ máy tính siêu nhanh hiệu quả năng lượng mới và hệ thống lưu trữ dữ liệu.
Các nhà nghiên cứu đã đạt được tốc độ chuyển đổi chưa từng có của họ trong một hợp kim gọi là MRG, lần đầu tiên được tổng hợp bởi nhóm vào năm 2014 từ Mangan, Ruthenium và Gallium. Trong thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã tấn công các bộ phim MRG mỏng với những vụ nổ ánh sáng laser đỏ, mang lại megawatt sức mạnh trong chưa đầy một tỷ giây.
Việc truyền nhiệt chuyển đổi hướng từ của MRG. Phải mất một phần mười nhanh không thể tưởng tượng được của một picosecond để đạt được thay đổi đầu tiên này (1 ps = một nghìn tỷ giây). Nhưng, quan trọng hơn, nhóm đã phát hiện ra họ có thể chuyển đổi hướng trở lại 10 nghìn tỷ giây sau đó. Đây là việc chuyển đổi lại nhanh nhất về định hướng của nam châm từng được quan sát.
Kết quả của họ được công bố trong tuần này trên tạp chí Vật lý hàng đầu, Thư đánh giá vật lý.
Phát hiện này có thể mở ra những con đường mới cho công nghệ điện toán và thông tin sáng tạo, với tầm quan trọng củavật liệu từ tínhs trong ngành công nghiệp này. Ẩn trong nhiều thiết bị điện tử của chúng tôi, cũng như trong các trung tâm dữ liệu quy mô lớn ở trung tâm của Internet, vật liệu từ tính đọc và lưu trữ dữ liệu. Vụ nổ thông tin hiện tại tạo ra nhiều dữ liệu hơn và tiêu thụ nhiều năng lượng hơn bao giờ hết. Tìm kiếm những cách hiệu quả năng lượng mới để thao túng dữ liệu và vật liệu để phù hợp, là một mối bận tâm nghiên cứu trên toàn thế giới.
Chìa khóa cho thành công của các đội Trinity là khả năng của họ để đạt được chuyển đổi cực nhanh mà không cần bất kỳ từ trường nào. Chuyển đổi truyền thống của một nam châm sử dụng một nam châm khác, có chi phí về cả năng lượng và thời gian. Với MRG, việc chuyển đổi đã đạt được bằng xung nhiệt, sử dụng tương tác độc đáo của vật liệu với ánh sáng.
Các nhà nghiên cứu của Trinity Jean Besbas và Karsten cưỡi ngựa thảo luận về một đại lộ của nghiên cứu:
Phạm viVật liệu từ tínhS vốn có có bộ nhớ có thể được sử dụng cho logic. Cho đến nay, việc chuyển từ một trạng thái từ tính 'logic 0,' sang một 'logic 1', 'đã quá đói và quá chậm. Nghiên cứu của chúng tôi giải quyết tốc độ bằng cách chỉ ra rằng chúng tôi có thể chuyển MRG từ trạng thái này sang trạng thái khác trong 0,1 picoseconds và điều quan trọng là công tắc thứ hai chỉ có thể theo 10 picosecond sau đó, tương ứng với tần suất hoạt động ~ 100 gigahertz, so với bất kỳ điều gì được quan sát trước đây.
Khám phá làm nổi bật khả năng đặc biệt của MRG của chúng tôi để kết hợp ánh sáng và quay một cách hiệu quả để chúng tôi có thể kiểm soát từ tính bằng ánh sáng và ánh sáng với từ tính trên thời gian không thể thực hiện được.
Nhận xét về công việc của nhóm của mình, Giáo sư Michael Coey, Trường Vật lý và CRANN của Trinity, cho biết, vào năm 2014 khi nhóm của tôi và tôi lần đầu tiên thông báo rằng chúng tôi đã tạo ra một hợp kim hoàn toàn mới của Mangan, Ruthenium và Gallium, được gọi là MRG, chúng tôi không bao giờ nghi ngờ tài liệu này có tiềm năng từ tính đáng chú ý này.
Trình diễn này sẽ dẫn đến các khái niệm thiết bị mới dựa trên ánh sáng và từ tính có thể được hưởng lợi từ việc tăng tốc độ và hiệu quả năng lượng, có lẽ cuối cùng nhận ra một thiết bị phổ quát duy nhất với chức năng bộ nhớ và logic kết hợp. Đó là một thách thức lớn, nhưng chúng tôi đã cho thấy một tài liệu có thể làm cho nó có thể. Chúng tôi hy vọng sẽ đảm bảo tài trợ và hợp tác trong ngành để theo đuổi công việc của chúng tôi.
Thời gian đăng: Tháng 5-05-2021