Penyelidik di CRANN (Pusat Penyelidikan Struktur Nano Adaptif dan Peranti Nano), dan Pusat Pengajian Fizik di Trinity College Dublin, hari ini mengumumkan bahawabahan magnetikdibangunkan di Pusat menunjukkan pensuisan magnet terpantas pernah direkodkan.
Pasukan menggunakan sistem laser femtosaat di Makmal Penyelidikan Fotonik di CRANN untuk menukar dan kemudian menukar semula orientasi magnet bahan mereka dalam trilion saat, enam kali lebih pantas daripada rekod sebelumnya, dan seratus kali lebih pantas daripada kelajuan jam komputer peribadi.
Penemuan ini menunjukkan potensi bahan untuk generasi baharu komputer ultra-laju cekap tenaga dan sistem penyimpanan data.
Para penyelidik mencapai kelajuan pensuisan yang tidak pernah berlaku sebelum ini dalam aloi yang dipanggil MRG, pertama kali disintesis oleh kumpulan itu pada 2014 daripada mangan, ruthenium dan galium.Dalam percubaan, pasukan itu memukul filem nipis MRG dengan pancaran cahaya laser merah, memberikan kuasa megawatt dalam masa kurang daripada satu bilion saat.
Pemindahan haba menukar orientasi magnetik MRG.Ia mengambil masa sepersepuluh picosaat yang sangat pantas untuk mencapai perubahan pertama ini (1 ps = satu trilion saat).Tetapi, yang lebih penting, pasukan mendapati mereka boleh menukar orientasi semula 10 trilion sesaat kemudian.Ini adalah penukaran semula terpantas bagi orientasi magnet yang pernah diperhatikan.
Keputusan mereka diterbitkan minggu ini dalam jurnal fizik terkemuka, Physical Review Letters.
Penemuan itu boleh membuka jalan baharu untuk pengkomputeran dan teknologi maklumat yang inovatif, memandangkan kepentingannyabahan magnetiks dalam industri ini.Tersembunyi dalam kebanyakan peranti elektronik kami, serta dalam pusat data berskala besar di tengah-tengah internet, bahan magnet membaca dan menyimpan data.Ledakan maklumat semasa menjana lebih banyak data dan menggunakan lebih banyak tenaga berbanding sebelum ini.Mencari cara baru yang cekap tenaga untuk memanipulasi data, dan bahan untuk dipadankan, adalah keasyikan penyelidikan seluruh dunia.
Kunci kejayaan pasukan Trinity adalah keupayaan mereka untuk mencapai pensuisan ultrafast tanpa sebarang medan magnet.Pensuisan tradisional magnet menggunakan magnet lain, yang datang pada kos dari segi tenaga dan masa.Dengan MRG pensuisan dicapai dengan nadi haba, menggunakan interaksi unik bahan dengan cahaya.
Penyelidik Trinity Jean Besbas dan Karsten Rode membincangkan satu kaedah penyelidikan:
“Bahan magnets sememangnya mempunyai memori yang boleh digunakan untuk logik.Setakat ini, bertukar daripada satu keadaan magnetik 'logik 0,' kepada satu lagi 'logik 1,' telah terlalu haus tenaga dan terlalu perlahan.Penyelidikan kami menangani kelajuan dengan menunjukkan bahawa kami boleh menukar MRG dari satu keadaan ke keadaan lain dalam 0.1 picosaat dan yang penting suis kedua boleh mengikuti hanya 10 picosaat kemudian, sepadan dengan frekuensi operasi ~ 100 gigahertz—lebih cepat daripada apa-apa yang diperhatikan sebelum ini.
"Penemuan ini menyerlahkan keupayaan istimewa MRG kami untuk menggabungkan cahaya dan putaran secara berkesan supaya kami boleh mengawal kemagnetan dengan cahaya dan cahaya dengan kemagnetan pada skala masa yang tidak dapat dicapai sehingga kini."
Mengulas tentang kerja pasukannya, Profesor Michael Coey, Sekolah Fizik dan CRANN Trinity, berkata, “Pada 2014 apabila pasukan saya dan saya mula-mula mengumumkan bahawa kami telah mencipta aloi mangan, ruthenium dan galium yang baharu sepenuhnya, dikenali sebagai MRG, kami tidak pernah mengesyaki bahan itu mempunyai potensi magneto-optik yang luar biasa ini.
“Demonstrasi ini akan membawa kepada konsep peranti baharu berdasarkan cahaya dan kemagnetan yang boleh mendapat manfaat daripada peningkatan kelajuan dan kecekapan tenaga yang sangat tinggi, mungkin akhirnya merealisasikan satu peranti universal dengan gabungan memori dan fungsi logik.Ia adalah satu cabaran yang besar, tetapi kami telah menunjukkan bahan yang mungkin membolehkannya.Kami berharap untuk mendapatkan pembiayaan dan kerjasama industri untuk meneruskan kerja kami."
Masa siaran: Mei-05-2021