Istraživači CRANN-a (Centar za istraživanje adaptivnih nanostruktura i nanouređaja) i Fakulteta fizike na Trinity College Dublin, danas su objavili da jemagnetni materijalrazvijen u Centru pokazuje najbrži magnetni prekidač ikada zabilježen.
Tim je koristio femtosekundne laserske sisteme u Laboratoriji za istraživanje fotonike u CRANN-u da bi promijenio, a zatim ponovo promijenio magnetnu orijentaciju svog materijala u trilionitim dijelovima sekunde, šest puta brže od prethodnog rekorda i stotinu puta brže od brzine sata. personalni kompjuter.
Ovo otkriće pokazuje potencijal materijala za novu generaciju energetski efikasnih ultra brzih računara i sistema za skladištenje podataka.
Istraživači su postigli neviđene brzine prebacivanja u leguri zvanoj MRG, koju je grupa prvi put sintetizirala 2014. od mangana, rutenija i galija.U eksperimentu, tim je udario tanke filmove MRG-a rafovima crvene laserske svjetlosti, isporučujući megavate snage za manje od milijardnog dijela sekunde.
Prenos toplote menja magnetnu orijentaciju MRG-a.Potrebna je nezamislivo brza desetina pikosekunde da bi se postigla ova prva promjena (1 ps = trilionti dio sekunde).Ali, što je još važnije, tim je otkrio da mogu ponovo promijeniti orijentaciju 10 trilionti dio sekunde kasnije.Ovo je najbrže ponovno prebacivanje orijentacije magneta ikada uočeno.
Njihovi rezultati objavljeni su ove sedmice u vodećem časopisu za fiziku, Physical Review Letters.
Otkriće bi moglo otvoriti nove puteve za inovativnu računarsku i informatičku tehnologiju, s obzirom na važnostmagnetni materijalu ovoj industriji.Skriveni u mnogim našim elektronskim uređajima, kao iu velikim data centrima u srcu interneta, magnetni materijali čitaju i pohranjuju podatke.Trenutna informacijska eksplozija stvara više podataka i troši više energije nego ikada prije.Pronalaženje novih energetski efikasnih načina za manipulaciju podacima i odgovarajućih materijala je svjetska istraživačka preokupacija.
Ključ uspjeha Trinity timova bila je njihova sposobnost da postignu ultrabrzo prebacivanje bez ikakvog magnetnog polja.Tradicionalno prebacivanje magneta koristi drugi magnet, koji ima svoju cijenu i u smislu energije i vremena.Kod MRG-a prebacivanje je postignuto toplotnim impulsom, koristeći jedinstvenu interakciju materijala sa svjetlom.
Istraživači Trinityja Jean Besbas i Karsten Rode raspravljaju o jednom pravcu istraživanja:
“Magnetni materijaloni inherentno imaju memoriju koja se može koristiti za logiku.Do sada je prebacivanje iz jednog magnetnog stanja 'logička 0' u drugo 'logičko 1' bilo previše energije gladno i presporo.Naše istraživanje se bavi brzinom pokazujući da možemo prebaciti MRG iz jednog stanja u drugo za 0,1 pikosekundu i što je ključno da drugi prekidač može uslijediti samo 10 pikosekundi kasnije, što odgovara radnoj frekvenciji od ~ 100 gigaherca – brže od bilo čega što je ranije uočeno.
“Otkriće naglašava posebnu sposobnost našeg MRG-a da efikasno spoji svjetlost i okretanje tako da možemo kontrolirati magnetizam svjetlošću i svjetlost s magnetizmom na do sada neostvarivim vremenskim skalama.”
Komentarišući rad svog tima, profesor Michael Coey, Trinity's School of Physics i CRANN, rekao je: „U 2014. kada smo moj tim i ja prvi put objavili da smo stvorili potpuno novu leguru mangana, rutenijuma i galija, poznatu kao MRG, nikada nismo sumnjao da materijal ima ovaj izuzetan magnetno-optički potencijal.
“Ova demonstracija će dovesti do novih koncepata uređaja baziranih na svjetlu i magnetizmu koji bi mogli imati koristi od znatno povećane brzine i energetske efikasnosti, možda u konačnici realizirajući jedan univerzalni uređaj s kombinovanom memorijskom i logičkom funkcionalnošću.To je veliki izazov, ali mi smo pokazali materijal koji to može učiniti mogućim.Nadamo se da ćemo osigurati finansijska sredstva i industrijsku saradnju kako bismo nastavili s našim radom.”
Vrijeme objave: 05.05.2021