Investigadors del CRANN (El Centre de Recerca sobre Nanoestructures i Nanodispositius Adaptatius) i l'Escola de Física del Trinity College de Dublín, han anunciat avui que unmaterial magnèticdesenvolupat al Centre demostra la commutació magnètica més ràpida mai gravada.
L'equip va utilitzar sistemes làser de femtosegons al Laboratori de Recerca de Fotònica de CRANN per canviar i tornar a canviar l'orientació magnètica del seu material en bilions de segon, sis vegades més ràpid que el registre anterior i cent vegades més ràpid que la velocitat del rellotge de un ordinador personal.
Aquest descobriment demostra el potencial del material per a una nova generació d'ordinadors ultra ràpids i sistemes d'emmagatzematge de dades eficients energèticament.
Els investigadors van aconseguir les seves velocitats de commutació sense precedents en un aliatge anomenat MRG, sintetitzat per primera vegada pel grup el 2014 a partir de manganès, ruteni i gal·li.A l'experiment, l'equip va colpejar pel·lícules primes de MRG amb ràfegues de llum làser vermella, proporcionant megawatts de potència en menys d'una mil milions de segon.
La transferència de calor canvia l'orientació magnètica de MRG.Es necessita una dècima de picosegon inimaginablement ràpida per aconseguir aquest primer canvi (1 ps = una bilió de segon).Però, el que és més important, l'equip va descobrir que podrien tornar a canviar l'orientació 10 bilions de segon més tard.Aquest és el canvi més ràpid de l'orientació d'un imant mai observat.
Els seus resultats es publiquen aquesta setmana a la revista de física líder, Physical Review Letters.
El descobriment podria obrir noves vies per a la informàtica innovadora i la tecnologia de la informació, donada la importància dematerial magnètics en aquesta indústria.Amagats en molts dels nostres dispositius electrònics, així com als centres de dades a gran escala al cor d'Internet, els materials magnètics llegeixen i emmagatzemen les dades.L'explosió d'informació actual genera més dades i consumeix més energia que mai.Trobar noves maneres eficients energèticament de manipular dades i materials que coincideixin és una preocupació de recerca a nivell mundial.
La clau de l'èxit dels equips de Trinity va ser la seva capacitat per aconseguir la commutació ultraràpida sense cap camp magnètic.La commutació tradicional d'un imant utilitza un altre imant, que té un cost tant en energia com en temps.Amb MRG, la commutació es va aconseguir amb un pols de calor, fent ús de la interacció única del material amb la llum.
Els investigadors de Trinity Jean Besbas i Karsten Rode discuteixen una via de la investigació:
“Material magnètics tenen memòria inherent que es pot utilitzar per a la lògica.Fins ara, canviar d'un estat magnètic "0 lògic" a un altre "1 lògic" ha estat massa energètic i massa lent.La nostra investigació aborda la velocitat mostrant que podem canviar MRG d'un estat a un altre en 0,1 picoseguons i, sobretot, que un segon canvi pot seguir només 10 picoseguts més tard, que correspon a una freqüència operativa de ~ 100 gigahertz, més ràpid que qualsevol cosa observada abans.
"El descobriment posa de manifest la capacitat especial del nostre MRG per acoblar eficaçment la llum i el gir de manera que puguem controlar el magnetisme amb la llum i la llum amb el magnetisme en escales de temps inabastables fins ara".
Comentant el treball del seu equip, el professor Michael Coey, de la Trinity's School of Physics i CRANN, va dir: "El 2014, quan el meu equip i jo vam anunciar per primera vegada que havíem creat un aliatge completament nou de manganès, ruteni i gal·li, conegut com MRG, mai sospitava que el material tenia aquest potencial magneto-òptic notable.
"Aquesta demostració donarà lloc a nous conceptes de dispositius basats en la llum i el magnetisme que podrien beneficiar-se d'una velocitat i una eficiència energètica molt incrementades, potser en última instància, aconseguint un únic dispositiu universal amb una funcionalitat combinada de memòria i lògica.És un repte enorme, però hem mostrat un material que ho pot fer possible.Esperem aconseguir finançament i la col·laboració de la indústria per dur a terme la nostra feina".
Hora de publicació: maig-05-2021