Pētnieki CRANN (Adaptīvo nanostruktūru un nanoierīču izpētes centrs) un Dublinas Trīsvienības koledžas Fizikas skola šodien paziņoja, kamagnētiskais materiālsizstrādāts Centrā, demonstrē ātrāko magnētisko komutāciju, kas jebkad reģistrēta.
Komanda izmantoja femtosekundes lāzeru sistēmas CRANN Fotonikas pētniecības laboratorijā, lai pārslēgtu un pēc tam atkārtoti pārslēgtu sava materiāla magnētisko orientāciju sekundes triljondaļās, sešas reizes ātrāk nekā iepriekšējais rekords un simts reizes ātrāk nekā pulksteņa ātrums personālais dators.
Šis atklājums parāda materiāla potenciālu jaunas paaudzes energoefektīviem īpaši ātriem datoriem un datu uzglabāšanas sistēmām.
Pētnieki sasniedza savu bezprecedenta pārslēgšanās ātrumu sakausējumā, ko sauc par MRG, ko grupa pirmo reizi sintezēja 2014. gadā no mangāna, rutēnija un gallija.Eksperimentā komanda trāpīja plānām MRG plēvēm ar sarkanās lāzera gaismas uzliesmojumiem, nodrošinot megavatu jaudu mazāk nekā sekundes miljarddaļā.
Siltuma pārnese pārslēdz MRG magnētisko orientāciju.Lai sasniegtu šīs pirmās izmaiņas, ir nepieciešama neiedomājami ātra pikosekundes desmitdaļa (1 ps = viena sekundes triljonā daļa).Bet vēl svarīgāk ir tas, ka komanda atklāja, ka pēc 10 triljonajām sekundes vēlāk var atkal mainīt orientāciju.Šī ir ātrākā magnēta orientācijas pārslēgšana, kas jebkad novērota.
Viņu rezultāti šonedēļ tiek publicēti vadošajā fizikas žurnālā Physical Review Letters.
Ņemot vērā to nozīmi, atklājums varētu pavērt jaunas iespējas novatoriskām skaitļošanas un informācijas tehnoloģijāmmagnētiskais materiālss šajā nozarē.Magnētiskie materiāli, kas ir paslēpti daudzās mūsu elektroniskajās ierīcēs, kā arī liela mēroga datu centros interneta centrā, nolasa un saglabā datus.Pašreizējais informācijas sprādziens rada vairāk datu un patērē vairāk enerģijas nekā jebkad agrāk.Jaunu energoefektīvu veidu atrašana, kā manipulēt ar datiem un saskaņot materiālus, ir pasaules mēroga pētniecības uzdevums.
Trīsvienības komandu panākumu atslēga bija viņu spēja panākt īpaši ātru pārslēgšanos bez magnētiskā lauka.Tradicionālā magnēta pārslēgšana izmanto citu magnētu, kas maksā gan enerģijas, gan laika ziņā.Ar MRG pārslēgšanās tika panākta ar siltuma impulsu, izmantojot materiāla unikālo mijiedarbību ar gaismu.
Trīsvienības pētnieki Jean Besbas un Karsten Rode apspriež vienu pētījuma virzienu:
"Magnētisks materiālss pēc būtības ir atmiņa, ko var izmantot loģikai.Līdz šim pārslēgšanās no viena magnētiskā stāvokļa "loģiskā 0" uz citu "loģisko 1" ir bijusi pārāk izsalkuša un pārāk lēna.Mūsu pētījums attiecas uz ātrumu, parādot, ka mēs varam pārslēgt MRG no viena stāvokļa uz otru 0,1 pikosekundē un būtiski, ka otrs slēdzis var sekot tikai 10 pikosekundes vēlāk, kas atbilst darbības frekvencei ~ 100 gigaherci — ātrāk nekā jebkas iepriekš novērotais.
"Atklājums izceļ mūsu MRG īpašo spēju efektīvi savienot gaismu un griešanos, lai mēs varētu kontrolēt magnētismu ar gaismu un gaismu ar magnētismu līdz šim nesasniedzamos termiņos."
Komentējot savas komandas darbu, profesors Maikls Kojs no Trīsvienības fizikas skolas un CRANN teica: “2014. gadā, kad es un mana komanda pirmo reizi paziņojām, ka esam izveidojuši pilnīgi jaunu mangāna, rutēnija un gallija sakausējumu, kas pazīstams kā MRG, mēs nekad neesam. radās aizdomas, ka materiālam ir šis ievērojamais magnētiskais optiskais potenciāls.
"Šī demonstrācija radīs jaunas ierīces koncepcijas, kuru pamatā ir gaisma un magnētisms, kas varētu gūt labumu no ievērojami palielināta ātruma un energoefektivitātes, iespējams, galu galā realizējot vienu universālu ierīci ar kombinētu atmiņu un loģisko funkcionalitāti.Tas ir milzīgs izaicinājums, taču mēs esam parādījuši materiālu, kas to var padarīt iespējamu.Mēs ceram nodrošināt finansējumu un nozares sadarbību, lai turpinātu savu darbu.
Publicēšanas laiks: 05.05.2021