CRANN'deki (Uyarlanabilir Nanoyapılar ve Nanocihazlar Araştırma Merkezi) ve Trinity College Dublin Fizik Okulu'ndaki araştırmacılar bugün birmanyetik malzemeMerkezde geliştirilen manyetik anahtarlama şimdiye kadar kaydedilen en hızlı manyetik geçişi gösteriyor.
Ekip, CRANN'deki Fotonik Araştırma Laboratuvarı'ndaki femtosaniye lazer sistemlerini kullanarak, malzemelerinin manyetik yönünü saniyenin trilyonda biri kadar bir sürede, önceki rekordan altı kat ve saat hızından yüz kat daha hızlı değiştirip yeniden değiştirdi. kişisel bir bilgisayar.
Bu keşif, malzemenin yeni nesil enerji tasarruflu ultra hızlı bilgisayarlar ve veri depolama sistemleri için potansiyelini ortaya koyuyor.
Araştırmacılar, grup tarafından ilk kez 2014 yılında manganez, rutenyum ve galyumdan sentezlenen MRG adı verilen bir alaşımda benzeri görülmemiş anahtarlama hızlarına ulaştı.Deneyde ekip, kırmızı lazer ışığı patlamalarıyla MRG'nin ince filmlerine çarparak saniyenin milyarda birinden daha kısa bir sürede megawattlarca güç sağladı.
Isı transferi MRG'nin manyetik yönünü değiştirir.Bu ilk değişikliği başarmak, hayal edilemeyecek kadar hızlı bir pikosaniyenin onda birini alır (1 ps = saniyenin trilyonda biri).Ancak daha da önemlisi ekip, yönü saniyenin 10 trilyonda biri kadar sonra tekrar değiştirebileceklerini keşfetti.Bu şimdiye kadar gözlemlenen bir mıknatısın yönünün en hızlı şekilde yeniden değiştirilmesidir.
Sonuçları bu hafta önde gelen fizik dergisi Physical Review Letters'da yayınlandı.
Bu keşif, yenilikçi bilgi işlem ve bilgi teknolojisi için yeni yollar açabilir.manyetik malzemebu sektörde.Pek çok elektronik cihazımızda ve internetin kalbinde yer alan büyük ölçekli veri merkezlerinde saklı olan manyetik materyaller, verileri okur ve saklar.Mevcut bilgi patlaması her zamankinden daha fazla veri üretiyor ve daha fazla enerji tüketiyor.Verileri ve buna uygun malzemeleri işlemek için enerji açısından verimli yeni yöntemler bulmak dünya çapında bir araştırma konusudur.
Trinity ekiplerinin başarısının anahtarı, herhangi bir manyetik alan olmadan ultra hızlı geçişi başarabilme yetenekleriydi.Bir mıknatısın geleneksel olarak değiştirilmesi, hem enerji hem de zaman açısından maliyetli olan başka bir mıknatıs kullanır.MRG'de anahtarlama, malzemenin ışıkla benzersiz etkileşiminden yararlanılarak bir ısı darbesi ile gerçekleştirildi.
Trinity araştırmacıları Jean Besbas ve Karsten Rode araştırmanın bir yolunu tartışıyor:
“Manyetik malzemedoğası gereği mantık için kullanılabilecek belleğe sahiptirler.Şimdiye kadar, bir manyetik durumdan 'mantıksal 0'dan başka bir 'mantıksal 1'e geçiş, çok enerji tüketen ve çok yavaş oldu.Araştırmamız, MRG'yi bir durumdan diğerine 0,1 pikosaniyede değiştirebildiğimizi ve daha da önemlisi, ikinci bir anahtarın yalnızca 10 pikosaniye sonra gelebileceğini, yani ~ 100 gigahertzlik bir çalışma frekansına karşılık geldiğini göstererek hızı ele alıyor; bu, daha önce gözlemlenenlerden daha hızlı.
"Bu keşif, MRG'mizin ışığı ve dönüşü etkili bir şekilde birleştirme konusundaki özel yeteneğini vurguluyor, böylece şimdiye kadar ulaşılamayan zaman ölçeklerinde manyetizmayı ışıkla ve ışığı da manyetizmayla kontrol edebiliyoruz."
Ekibinin çalışması hakkında yorum yapan Trinity Fizik Okulu ve CRANN'den Profesör Michael Coey şunları söyledi: "2014 yılında ekibim ve ben, MRG olarak bilinen tamamen yeni bir manganez, rutenyum ve galyum alaşımı oluşturduğumuzu ilk kez duyurduğumuzda, hiçbir zaman bunu başaramadık. malzemenin olağanüstü manyeto-optik potansiyele sahip olduğundan şüpheleniyordu.
"Bu gösteri, büyük ölçüde artan hız ve enerji verimliliğinden faydalanabilecek, ışık ve manyetizmaya dayalı yeni cihaz konseptlerine yol açacak ve belki de sonuçta birleşik bellek ve mantık işlevselliğine sahip tek bir evrensel cihazı gerçekleştirecek.Bu çok büyük bir zorluk ama biz bunu mümkün kılabilecek bir materyal gösterdik.Çalışmalarımızı sürdürmek için finansman ve sektör işbirliğini güvence altına almayı umuyoruz.”
Gönderim zamanı: Mayıs-05-2021