CRANN (Adaptyvių nanostruktūrų ir nano prietaisų tyrimų centro) ir Dublino Trinity koledžo fizikos mokyklos mokslininkai šiandien paskelbė, kadmagnetinė medžiagasukurtas Centre demonstruoja greičiausią kada nors užfiksuotą magnetinį perjungimą.
Komanda naudojo femtosekundines lazerines sistemas Fotonikos tyrimų laboratorijoje CRANN, kad per trilijoną sekundės dalių perjungtų ir vėl perjungtų savo medžiagos magnetinę orientaciją, šešis kartus greičiau nei ankstesnis rekordas ir šimtą kartų greičiau nei laikrodžio greitis. asmeninį kompiuterį.
Šis atradimas parodo medžiagos potencialą naujos kartos energiją taupantiems itin greitiems kompiuteriams ir duomenų saugojimo sistemoms.
Tyrėjai pasiekė precedento neturintį perjungimo greitį lydinyje, vadinamame MRG, kurį grupė pirmą kartą susintetino 2014 m. iš mangano, rutenio ir galio.Eksperimento metu komanda trenkė į plonas MRG plėveles raudonos lazerio šviesos pliūpsniais, tiekdami megavatų galią per mažiau nei milijardąją sekundės dalį.
Šilumos perdavimas perjungia MRG magnetinę orientaciją.Norint pasiekti šį pirmąjį pokytį, reikia neįsivaizduojamai greitos dešimtosios pikosekundės (1 ps = viena trilijonoji sekundės dalis).Tačiau dar svarbiau, kad komanda atrado, kad po 10 trilijonų sekundės vėl gali pakeisti orientaciją atgal.Tai greičiausias kada nors pastebėtas magneto orientacijos perjungimas.
Jų rezultatai šią savaitę paskelbti pirmaujančiame fizikos žurnale „Physical Review Letters“.
Atsižvelgiant į jų svarbą, atradimas gali atverti naujas galimybes naujoviškoms kompiuterinėms ir informacinėms technologijomsmagnetinė medžiagas šioje pramonėje.Magnetinės medžiagos, paslėptos daugelyje mūsų elektroninių įrenginių, taip pat didelio masto duomenų centruose, esančiuose interneto centre, nuskaito ir saugo duomenis.Dabartinis informacijos sprogimas generuoja daugiau duomenų ir sunaudoja daugiau energijos nei bet kada anksčiau.Naujų efektyviai energiją naudojančių būdų, kaip manipuliuoti duomenimis ir suderinti medžiagas, paieška yra pasaulinis mokslinių tyrimų uždavinys.
„Trinity“ komandų sėkmės raktas buvo jų sugebėjimas pasiekti itin greitą perjungimą be jokio magnetinio lauko.Tradicinis magneto perjungimas naudoja kitą magnetą, kuris kainuoja tiek energijos, tiek laiko atžvilgiu.Naudojant MRG, perjungimas buvo pasiektas naudojant šilumos impulsą, naudojant unikalią medžiagos sąveiką su šviesa.
Trejybės tyrinėtojai Jean Besbas ir Karsten Rode aptaria vieną tyrimo kryptį:
“Magnetinė medžiagas iš prigimties turi atmintį, kurią galima panaudoti logikai.Iki šiol perėjimas iš vienos magnetinės būsenos „loginis 0“ į kitą „loginis 1“ buvo per daug energijos ištroškęs ir per lėtas.Mūsų tyrimas skirtas greičiui, parodydamas, kad galime perjungti MRG iš vienos būsenos į kitą per 0,1 pikosekundės, o svarbiausia, kad antrasis jungiklis gali veikti tik po 10 pikosekundžių, o tai atitinka ~ 100 gigahercų veikimo dažnį – greičiau nei bet kas anksčiau.
„Atradimas pabrėžia ypatingą mūsų MRG gebėjimą efektyviai sujungti šviesą ir sukimąsi, kad galėtume valdyti magnetizmą šviesa ir šviesą magnetizmu iki šiol nepasiekiamais laiko tarpais.
Trejybės fizikos mokyklos ir CRANN profesorius Michaelas Coey'us, komentuodamas savo komandos darbą, sakė: „2014 m., kai aš ir mano komanda pirmą kartą paskelbėme, kad sukūrėme visiškai naują mangano, rutenio ir galio lydinį, žinomą kaip MRG, niekada nesukūrėme. įtarė, kad medžiaga turi šį nuostabų magneto-optinį potencialą.
„Šis demonstravimas leis sukurti naujas prietaisų koncepcijas, pagrįstas šviesa ir magnetizmu, kurioms gali būti naudingas žymiai didesnis greitis ir energijos vartojimo efektyvumas, galbūt galiausiai bus sukurtas vienas universalus įrenginys su kombinuota atmintimi ir logika.Tai didžiulis iššūkis, bet mes parodėme medžiagą, kuri gali padaryti tai įmanoma.Tikimės užsitikrinti finansavimą ir pramonės bendradarbiavimą, kad galėtume tęsti savo darbą.
Paskelbimo laikas: 2021-05-05