Výzkumníci z CRANN (Centrum pro výzkum adaptivních nanostruktur a nanozařízení) a School of Physics na Trinity College Dublin dnes oznámili, žemagnetický materiálvyvinutý v centru demonstruje nejrychlejší magnetické přepínání, jaké kdy bylo zaznamenáno.
Tým použil femtosekundové laserové systémy ve Photonics Research Laboratory v CRANN k přepnutí a opětovnému přepnutí magnetické orientace jejich materiálu v bilioninách sekundy, šestkrát rychleji než předchozí záznam a stokrát rychleji než rychlost hodin. osobní počítač.
Tento objev demonstruje potenciál materiálu pro novou generaci energeticky účinných ultrarychlých počítačů a systémů pro ukládání dat.
Vědci dosáhli své bezprecedentní rychlosti přepínání ve slitině zvané MRG, kterou skupina poprvé syntetizovala v roce 2014 z manganu, ruthenia a galia.V experimentu tým zasáhl tenké vrstvy MRG záblesky červeného laserového světla, které dodaly megawatty energie za méně než miliardtinu sekundy.
Přenos tepla přepne magnetickou orientaci MRG.K dosažení této první změny trvá nepředstavitelně rychlá desetina pikosekundy (1 ps = jedna biliontina sekundy).Ale co je důležitější, tým zjistil, že může změnit orientaci zpět o 10 biliontin sekundy později.Toto je nejrychlejší přepnutí orientace magnetu, jaké kdy bylo pozorováno.
Jejich výsledky jsou tento týden zveřejněny v předním fyzikálním časopise Physical Review Letters.
Objev by mohl otevřít nové cesty pro inovativní výpočetní a informační technologie, vzhledem k důležitostimagnetický materiáls v tomto odvětví.Magnetické materiály, skryté v mnoha našich elektronických zařízeních a také ve velkých datových centrech v srdci internetu, čtou a ukládají data.Současná informační exploze generuje více dat a spotřebovává více energie než kdykoli předtím.Hledání nových energeticky účinných způsobů manipulace s daty a odpovídajících materiálů je celosvětovým výzkumným zájmem.
Klíčem k úspěchu týmů Trinity byla jejich schopnost dosáhnout ultrarychlého přepínání bez jakéhokoli magnetického pole.Tradiční přepínání magnetu používá jiný magnet, který je nákladný jak z hlediska energie, tak času.U MRG bylo spínání dosaženo tepelným impulsem, využívajícím jedinečné interakce materiálu se světlem.
Výzkumníci z Trinity Jean Besbas a Karsten Rode diskutují o jedné cestě výzkumu:
“Magnetický materiáls neodmyslitelně mají paměť, kterou lze použít pro logiku.Doposud bylo přepínání z jednoho magnetického stavu „logická 0“ do jiného „logická 1“ příliš energeticky náročné a příliš pomalé.Náš výzkum řeší rychlost tím, že ukazuje, že můžeme přepnout MRG z jednoho stavu do druhého za 0,1 pikosekundy, a co je zásadní, že druhý přechod může následovat pouze o 10 pikosekund později, což odpovídá provozní frekvenci ~ 100 gigahertzů – rychleji než cokoli dříve pozorovaného.
"Objev zdůrazňuje zvláštní schopnost našeho MRG účinně spojovat světlo a rotaci, takže můžeme ovládat magnetismus se světlem a světlo s magnetismem v dosud nedosažitelných časových intervalech."
Profesor Michael Coey z Trinity's School of Physics a CRANN v komentáři k práci svého týmu řekl: „Když jsme v roce 2014 s mým týmem poprvé oznámili, že jsme vytvořili zcela novou slitinu manganu, ruthenia a galia, známou jako MRG, nikdy jsme měl podezření, že materiál má tento pozoruhodný magnetooptický potenciál.
„Tato demonstrace povede k novým konceptům zařízení založeným na světle a magnetismu, které by mohly těžit z výrazně vyšší rychlosti a energetické účinnosti, a možná by nakonec mohly realizovat jediné univerzální zařízení s kombinovanou funkcí paměti a logiky.Je to obrovská výzva, ale ukázali jsme materiál, který to může umožnit.Doufáme, že zajistíme financování a průmyslovou spolupráci, abychom mohli pokračovat v naší práci.“
Čas odeslání: květen-05-2021