Heddiw, cyhoeddodd ymchwilwyr yn CRANN (Y Ganolfan Ymchwil ar Nanostrwythurau Addasol a Nanodyfeisiau), ac Ysgol Ffiseg Coleg y Drindod Dulyn, fod adeunydd magnetiga ddatblygwyd yn y Ganolfan yn dangos y switsio magnetig cyflymaf a gofnodwyd erioed.
Defnyddiodd y tîm systemau laser femtosecond yn Labordy Ymchwil Ffotoneg CRANN i newid ac yna ail-newid cyfeiriadedd magnetig eu deunydd mewn triliynfedau o eiliad, chwe gwaith yn gyflymach na'r record flaenorol, a chant gwaith yn gyflymach na chyflymder cloc cyfrifiadur personol.
Mae'r darganfyddiad hwn yn dangos potensial y deunydd ar gyfer cenhedlaeth newydd o gyfrifiaduron a systemau storio data cyflym iawn sy'n effeithlon o ran ynni.
Cyrhaeddodd yr ymchwilwyr eu cyflymderau newid digynsail mewn aloi o'r enw MRG, a syntheseiddiwyd gyntaf gan y grŵp yn 2014 o manganîs, rwtheniwm a galliwm. Yn yr arbrawf, trawodd y tîm ffilmiau tenau o MRG gyda ffrwydradau o olau laser coch, gan ddarparu megawatiau o bŵer mewn llai na biliynfed o eiliad.
Mae'r trosglwyddiad gwres yn newid cyfeiriadedd magnetig MRG. Mae'n cymryd degfed o picosecond cyflym iawn i gyflawni'r newid cyntaf hwn (1 ps = un triliwnfed o eiliad). Ond, yn bwysicach fyth, darganfu'r tîm y gallent newid y cyfeiriadedd yn ôl eto 10 triliwnfed o eiliad yn ddiweddarach. Dyma'r ail-newid cyfeiriadedd magnet cyflymaf a welwyd erioed.
Cyhoeddir eu canlyniadau yr wythnos hon yn y cyfnodolyn ffiseg blaenllaw, Physical Review Letters.
Gallai'r darganfyddiad agor llwybrau newydd ar gyfer cyfrifiadura a thechnoleg gwybodaeth arloesol, o ystyried pwysigrwydddeunydd magnetigyn y diwydiant hwn. Wedi'u cuddio mewn llawer o'n dyfeisiau electronig, yn ogystal ag yn y canolfannau data ar raddfa fawr yng nghanol y rhyngrwyd, mae deunyddiau magnetig yn darllen ac yn storio'r data. Mae'r ffrwydrad gwybodaeth presennol yn cynhyrchu mwy o ddata ac yn defnyddio mwy o ynni nag erioed o'r blaen. Mae dod o hyd i ffyrdd newydd effeithlon o ran ynni o drin data, a deunyddiau i gyd-fynd, yn bryder ymchwil byd-eang.
Yr allwedd i lwyddiant timau'r Drindod oedd eu gallu i gyflawni'r switsio cyflym iawn heb unrhyw faes magnetig. Mae switsio magnet traddodiadol yn defnyddio magnet arall, sy'n dod â chost o ran ynni ac amser. Gyda MRG cyflawnwyd y switsio gyda phwls gwres, gan ddefnyddio rhyngweithio unigryw'r deunydd â golau.
Mae ymchwilwyr y Drindod, Jean Besbas a Karsten Rode, yn trafod un llwybr o'r ymchwil:
“Deunydd magnetigMae gan s gof yn eu hanfod y gellir ei ddefnyddio ar gyfer rhesymeg. Hyd yn hyn, mae newid o un cyflwr magnetig '0 rhesymegol,' i '1 rhesymegol' arall wedi bod yn rhy llwglyd o ran ynni ac yn rhy araf. Mae ein hymchwil yn mynd i'r afael â chyflymder trwy ddangos y gallwn newid MRG o un cyflwr i'r llall mewn 0.1 picoseiniad ac, yn hollbwysig, y gall ail newid ddilyn dim ond 10 picoseiniad yn ddiweddarach, sy'n cyfateb i amledd gweithredol o ~ 100 gigahertz - yn gyflymach nag unrhyw beth a welwyd o'r blaen.
“Mae’r darganfyddiad yn tynnu sylw at allu arbennig ein MRG i gyplysu golau a sbin yn effeithiol fel y gallwn reoli magnetedd â golau a golau â magnetedd ar amserlenni na ellid eu cyflawni hyd yn hyn.”
Wrth wneud sylwadau ar waith ei dîm, dywedodd yr Athro Michael Coey, Ysgol Ffiseg y Drindod a CRANN, “Yn 2014 pan gyhoeddais i a fy nhîm am y tro cyntaf ein bod wedi creu aloi cwbl newydd o manganîs, rwtheniwm a galliwm, a elwir yn MRG, ni wnaethom erioed amau bod gan y deunydd y potensial magneto-optegol rhyfeddol hwn.
“Bydd yr arddangosiad hwn yn arwain at gysyniadau dyfeisiau newydd yn seiliedig ar olau a magnetedd a allai elwa o gyflymder ac effeithlonrwydd ynni llawer uwch, gan efallai yn y pen draw wireddu un ddyfais gyffredinol gyda swyddogaeth cof a rhesymeg gyfun. Mae'n her enfawr, ond rydym wedi dangos deunydd a allai ei gwneud yn bosibl. Rydym yn gobeithio sicrhau cyllid a chydweithrediad â'r diwydiant i ddilyn ein gwaith.”
Amser postio: Mai-05-2021