Raziskovalci pri CRANN (Center za raziskave prilagodljivih nanostruktur in nanonaprav) in Šole za fiziko na Trinity College Dublin so danes objavili, damagnetni materialrazvit v centru, prikazuje najhitrejše magnetno preklapljanje, kar jih je bilo kdaj zabeleženo.
Ekipa je uporabila femtosekundne laserske sisteme v raziskovalnem laboratoriju za fotoniko pri CRANN, da bi preklopila in nato ponovno preklopila magnetno orientacijo svojega materiala v trilijontkah sekunde, kar je šestkrat hitreje od prejšnjega rekorda in stokrat hitreje od hitrosti ure osebni računalnik.
To odkritje dokazuje potencial materiala za novo generacijo energetsko učinkovitih ultra hitrih računalnikov in sistemov za shranjevanje podatkov.
Raziskovalci so dosegli izjemno hitrost preklapljanja v zlitini, imenovani MRG, ki jo je skupina prvič sintetizirala leta 2014 iz mangana, rutenija in galija.V poskusu je ekipa zadela tanke plasti MRG z izbruhi rdeče laserske svetlobe, ki so zagotovili megavate moči v manj kot milijardinki sekunde.
Prenos toplote spremeni magnetno usmeritev MRG.Potrebuje nepredstavljivo hitro desetinko pikosekunde, da se doseže ta prva sprememba (1 ps = ena bilijoninka sekunde).Še pomembneje pa je, da je ekipa odkrila, da lahko 10 bilijonink sekunde pozneje spet spremeni orientacijo.To je najhitrejši ponovni preklop orientacije magneta, kar so jih kdaj opazili.
Njihovi rezultati so objavljeni ta teden v vodilni fizikalni reviji Physical Review Letters.
Odkritje bi lahko odprlo nove poti za inovativno računalništvo in informacijsko tehnologijo, glede na pomenmagnetni materialv tej industriji.Magnetni materiali, skriti v številnih naših elektronskih napravah, pa tudi v obsežnih podatkovnih centrih v središču interneta, berejo in shranjujejo podatke.Trenutna informacijska eksplozija ustvari več podatkov in porabi več energije kot kdaj koli prej.Iskanje novih energetsko učinkovitih načinov za manipulacijo podatkov in ustreznih materialov je svetovna raziskovalna skrb.
Ključ do uspeha ekip Trinity je bila njihova sposobnost doseči ultrahitro preklapljanje brez magnetnega polja.Običajno preklapljanje magneta uporablja drug magnet, ki ima stroške v smislu energije in časa.Pri MRG je bil preklop dosežen s toplotnim impulzom, pri čemer je bila uporabljena edinstvena interakcija materiala s svetlobo.
Raziskovalca Trinity Jean Besbas in Karsten Rode razpravljata o eni poti raziskave:
“Magnetni materialsami po sebi imajo pomnilnik, ki se lahko uporablja za logiko.Doslej je bil prehod iz enega magnetnega stanja 'logična 0' v drugo 'logična 1' preveč energijsko požrešen in prepočasen.Naše raziskave obravnavajo hitrost tako, da pokažejo, da lahko MRG preklopimo iz enega stanja v drugega v 0,1 pikosekunde in bistveno, da lahko drugi preklop sledi le 10 pikosekund kasneje, kar ustreza delovni frekvenci ~ 100 gigahercev – hitreje kot kar koli doslej.
"Odkritje poudarja posebno sposobnost našega MRG za učinkovito združevanje svetlobe in vrtenja, tako da lahko nadzorujemo magnetizem s svetlobo in svetlobo z magnetizmom v doslej nedosegljivih časovnih okvirih."
Profesor Michael Coey, Trinity's School of Physics in CRANN, je komentiral delo svoje ekipe: »Leta 2014, ko smo z ekipo prvič objavili, da smo ustvarili popolnoma novo zlitino mangana, rutenija in galija, znano kot MRG, nismo nikoli domneval, da ima material ta izjemen magnetno-optični potencial.
»Ta predstavitev bo vodila do novih konceptov naprav, ki temeljijo na svetlobi in magnetizmu, ki bi lahko imeli koristi od močno povečane hitrosti in energetske učinkovitosti, morda na koncu uresničitev ene same univerzalne naprave s kombinirano pomnilniško in logično funkcionalnostjo.To je velik izziv, vendar smo pokazali material, ki ga lahko omogoči.Upamo, da bomo zagotovili financiranje in sodelovanje industrije za nadaljevanje našega dela.«
Čas objave: maj-05-2021