CRANN(自适应纳米结构和纳米器件研究中心)和都柏林三一学院物理学院的研究人员今天宣布了一项新的研究成果磁性材料在该中心开发，展示了有史以来最快的磁开关。
该团队使用CRANN光子学研究实验室的飞秒激光系统，以万亿分之一秒的速度切换然后重新切换材料的磁方向，比之前的记录快6倍，比个人电脑的时钟速度快100倍。
这一发现证明了这种材料在新一代节能超高速计算机和数据存储系统中的潜力。
研究人员在一种名为MRG的合金中实现了前所未有的开关速度，该合金于2014年首次由锰、钌和镓合成。在实验中，研究小组用红色激光脉冲击中MRG薄膜，在不到十亿分之一秒的时间内产生兆瓦的功率。
热传递改变了MRG的磁取向。要实现第一个变化，需要非常快的0.1皮秒(1 ps =万亿分之一秒)。但更重要的是，该团队发现他们可以在10万亿分之一秒后再次切换方向。这是迄今为止观测到的磁体方向转换速度最快的一次。
他们的研究结果本周发表在著名物理杂志《物理评论快报》上。
这一发现可能会为创新计算和信息技术开辟新的途径磁性材料S在这个行业。磁性材料隐藏在我们的许多电子设备中，以及互联网核心的大型数据中心中，读取和存储数据。当前的信息爆炸产生了更多的数据，消耗了比以往任何时候都多的能量。寻找新的节能方法来处理数据和匹配材料，是全世界研究的重点。
三位一体团队成功的关键是他们能够在没有任何磁场的情况下实现超快开关。传统的磁体开关使用另一块磁体，这在能量和时间方面都是有成本的。使用MRG时，利用材料与光的独特相互作用，通过热脉冲实现开关。
三一学院的研究员Jean Besbas和Karsten Rode讨论了研究的一个途径:
”磁性材料S天生就有可用于逻辑的记忆。到目前为止，从一个磁态“逻辑0”转换到另一个磁态“逻辑1”，耗能太大，速度太慢。我们的研究通过表明我们可以在0.1皮秒内将MRG从一种状态切换到另一种状态来解决速度问题，而且关键的是，第二种切换可以在10皮秒后进行，对应于~ 100千兆赫的工作频率——比以前观察到的任何频率都快。
“这一发现突出了我们的MRG有效耦合光和自旋的特殊能力，这样我们就可以在迄今为止无法实现的时间尺度上控制光和光磁。”
在评论他的团队的工作时，三一物理学院和CRANN的Michael Coey教授说:“2014年，当我的团队和我第一次宣布我们创造了一种全新的锰、钌和镓合金，称为MRG时，我们从未怀疑这种材料具有如此显著的磁光潜力。
“这一演示将导致基于光和磁的新设备概念，可以大大提高速度和能源效率，也许最终实现一个具有组合内存和逻辑功能的单一通用设备。这是一个巨大的挑战，但我们已经展示了一种材料，可能会使它成为可能。我们希望获得资金和行业合作来开展我们的工作。”
发布时间:五月05-2021