Истражувачите од CRANN (Центарот за истражување на адаптивни наноструктури и наноуреди) и Факултетот за физика при колеџот Тринити во Даблин, денес објавија декамагнетен материјалразвиен во Центарот го демонстрира најбрзото магнетно префрлување досега забележано.
Тимот користел фемтосекундни ласерски системи во Лабораторијата за фотоника во CRANN за да ја префрлат, а потоа повторно да ја префрлат магнетната ориентација на нивниот материјал во трилионити делови од секундата, шест пати побрзо од претходниот рекорд и сто пати побрзо од брзината на тактот на персонален компјутер.
Ова откритие го демонстрира потенцијалот на материјалот за нова генерација енергетски ефикасни ултрабрзи компјутери и системи за складирање податоци.
Истражувачите ги постигнаа своите невидени брзини на префрлување во легура наречена MRG, првпат синтетизирана од групата во 2014 година од манган, рутениум и галиум. Во експериментот, тимот погоди тенки филмови од MRG со експлозии на црвена ласерска светлина, испорачувајќи мегавати моќност за помалку од милијардити дел од секундата.
Преносот на топлина ја менува магнетната ориентација на MRG. Потребна е незамисливо брза десетина од пикосекунда за да се постигне оваа прва промена (1 ps = еден трилионити дел од секундата). Но, што е поважно, тимот открил дека може повторно да ја промени ориентацијата 10 трилионити делови од секундата подоцна. Ова е најбрзото префрлување на ориентацијата на магнетот некогаш забележано.
Нивните резултати се објавени оваа недела во водечкото списание за физика, Physical Review Letters.
Откритието би можело да отвори нови патишта за иновативно пресметување и информатичка технологија, со оглед на важноста намагнетен материјалво оваа индустрија. Скриени во многу од нашите електронски уреди, како и во големите центри за податоци во срцето на интернетот, магнетните материјали ги читаат и складираат податоците. Сегашната експлозија на информации генерира повеќе податоци и троши повеќе енергија од кога било досега. Наоѓањето нови енергетски ефикасни начини за манипулирање со податоци и материјали што одговараат на нив е преокупација на светските истражувачки кругови.
Клучот за успехот на тимовите од Тринити беше нивната способност да постигнат ултрабрзо префрлување без никакво магнетно поле. Традиционалното префрлување на магнет користи друг магнет, што има трошоци и во однос на енергијата и во однос на времето. Со MRG префрлувањето се постигнуваше со топлински пулс, користејќи ја единствената интеракција на материјалот со светлината.
Истражувачите на Тринити, Жан Бесбас и Карстен Роде, дискутираат за еден аспект од истражувањето:
„Магнетен материјалпо својата природа имаат меморија што може да се користи за логика. Досега, префрлањето од една магнетна состојба „логичка 0“ во друга „логичка 1“ беше премногу енергетски гладно и премногу бавно. Нашето истражување се осврнува на брзината покажувајќи дека можеме да го префрлиме MRG од една состојба во друга за 0,1 пикосекунди и, што е клучно, дека второто префрлување може да следи само 10 пикосекунди подоцна, што одговара на оперативна фреквенција од ~ 100 гигахерци - побрзо од сè што е забележано претходно.
„Откритието ја истакнува посебната способност на нашиот MRG ефикасно да ја поврзува светлината и спинот, така што можеме да го контролираме магнетизмот со светлина и светлината со магнетизам во досега недостижни временски скали.“
Коментирајќи ја работата на својот тим, професорот Мајкл Кој од Физичкото училиште „Тринити“ и CRANN, рече: „Во 2014 година, кога мојот тим и јас првпат објавивме дека создадовме сосема нова легура од манган, рутениум и галиум, позната како MRG, никогаш не се посомневавме дека материјалот има ваков извонреден магнето-оптички потенцијал.“
„Оваа демонстрација ќе доведе до нови концепти на уреди базирани на светлина и магнетизам кои би можеле да имаат корист од значително зголемена брзина и енергетска ефикасност, можеби на крајот да реализираат единствен универзален уред со комбинирана меморија и логичка функционалност. Тоа е огромен предизвик, но покажавме материјал што може да го овозможи тоа. Се надеваме дека ќе обезбедиме финансирање и индустриска соработка за да ја продолжиме нашата работа.“
Време на објавување: 05.05.2021