Даследчыкі з CRANN (Цэнтр даследаванняў адаптыўных нанаструктур і нанапрыладаў) і Школы фізікі Трыніці-каледжа ў Дубліне сёння абвясцілі, штомагнітны матэрыялраспрацаваны ў Цэнтры, дэманструе самае хуткае магнітнае пераключэнне з калі-небудзь зафіксаваных.
Каманда выкарыстала фемтасекундныя лазерныя сістэмы ў Даследчай лабараторыі фатонікі CRANN для пераключэння і пераключэння магнітнай арыентацыі іх матэрыялу за трыльённыя долі секунды, у шэсць разоў хутчэй, чым папярэдні рэкорд, і ў сто разоў хутчэй, чым тактавая частата персанальны кампутар.
Гэта адкрыццё дэманструе патэнцыял матэрыялу для новага пакалення энергаэфектыўных звышхуткіх кампутараў і сістэм захоўвання дадзеных.
Даследчыкі дасягнулі беспрэцэдэнтнай хуткасці пераключэння ў сплаве пад назвай MRG, упершыню сінтэзаваным групай у 2014 годзе з марганца, рутэнія і галію.У эксперыменце каманда ўдарыла па тонкіх плёнках MRG выбухамі чырвонага лазернага святла, забяспечваючы магутнасць мегават менш чым за мільярдную долю секунды.
Цеплаабмен змяняе магнітную арыентацыю MRG.Для дасягнення гэтай першай змены патрабуецца няўяўна хуткая дзесятая доля пікасекунды (1 пс = адна трыльённая доля секунды).Але што яшчэ больш важна, каманда выявіла, што можа змяніць арыентацыю праз 10 трыльённых секунды.Гэта самае хуткае пераключэнне арыентацыі магніта, якое калі-небудзь назіралася.
Іх вынікі апублікаваны на гэтым тыдні ў вядучым фізічным часопісе Physical Review Letters.
Адкрыццё можа адкрыць новыя шляхі для інавацыйных вылічальных і інфармацыйных тэхналогій, улічваючы важнасцьмагнітны матэрыялs у гэтай галіны.Магнітныя матэрыялы, схаваныя ў многіх нашых электронных прыладах, а таксама ў буйных цэнтрах апрацоўкі дадзеных у цэнтры Інтэрнэту, счытваюць і захоўваюць даныя.Цяперашні інфармацыйны выбух стварае больш дадзеных і спажывае больш энергіі, чым калі-небудзь раней.Знаходжанне новых энергаэфектыўных спосабаў маніпулявання дадзенымі і адпаведнымі матэрыяламі з'яўляецца сусветнай праблемай даследаванняў.
Ключом да поспеху каманд Trinity была іх здольнасць дасягнуць звышхуткага пераключэння без магнітнага поля.Пры традыцыйным пераключэнні магніта выкарыстоўваецца іншы магніт, які каштуе як энергіі, так і часу.З MRG пераключэнне было дасягнута цеплавым імпульсам з выкарыстаннем унікальнага ўзаемадзеяння матэрыялу са святлом.
Даследчыкі Trinity Жан Бесбас і Карстэн Родэ абмяркоўваюць адзін з напрамкаў даследавання:
«Магнітны матэрыялПа сваёй сутнасці яны маюць памяць, якую можна выкарыстоўваць для логікі.Дагэтуль пераключэнне з аднаго магнітнага стану «лагічны 0» у іншы «лагічны 1» было занадта энергетычным і занадта павольным.Наша даследаванне датычыцца хуткасці, паказваючы, што мы можам пераключаць MRG з аднаго стану ў іншы за 0,1 пікасекунды і, што важна, другое пераключэнне можа адбыцца толькі праз 10 пікасекунд, што адпавядае працоўнай частаце ~ 100 гігагерц - хутчэй, чым што-небудзь раней.
«Гэта адкрыццё падкрэслівае асаблівую здольнасць нашага MRG эфектыўна спалучаць святло і кручэнне, каб мы маглі кантраляваць магнетызм з дапамогай святла і святло з дапамогай магнетызму ў недасяжных дагэтуль часавых маштабах».
Каментуючы працу сваёй каманды, прафесар Майкл Коуі з Школы фізікі Трыніці і CRANN сказаў: «У 2014 годзе, калі мы з маёй камандай упершыню абвясцілі, што стварылі зусім новы сплаў марганца, рутэнію і галію, вядомы як MRG, мы ніколі не падазравалі, што матэрыял валодае такім выдатным магнітааптычным патэнцыялам.
«Гэтая дэманстрацыя прывядзе да новых канцэпцый прылад, заснаваных на святле і магнетызме, якія могуць выйграць ад значна павялічанай хуткасці і энергаэфектыўнасці, магчыма, у канчатковым выніку рэалізаваць адзіную універсальную прыладу з аб'яднанай памяццю і лагічнымі функцыямі.Гэта вялікі выклік, але мы паказалі матэрыял, які можа зрабіць гэта магчымым.Мы спадзяемся забяспечыць фінансаванне і прамысловае супрацоўніцтва для працягу нашай працы».
Час публікацыі: 05 мая 2021 г