ИсследователиизCRANN(Центрисследованийадаптивныхнаноструктуринаноустройств)иШколыфизикиТринити-колледжавДублинеобъявилисегодня,чтомагнитныйматериал,разработанныйвЦентре,демонстрируетсамоебыстроемагнитноепереключениеизкогда-либозарегистрированных。
КомандаиспользовалафемтосекундныелазерныесистемывИсследовательскойлабораториифотоникивCRANNдляпереключения,азатемповторногопереключениямагнитнойориентацииихматериалазатриллионныедолисекунды,вшестьразбыстрее,чемпредыдущийрекорд,ивсторазбыстрее,чемтактоваячастотаперсональныйкомпьютер。
Этооткрытиедемонстрируетпотенциалматериаладляновогопоколенияэнергоэффективныхсверхбыстрыхкомпьютеровисистемхраненияданных。
Исследователидостиглибеспрецедентнойскоростипереключениявсплавеподназванием著,впервыесинтезированномгруппойв2014годуизмарганца,рутенияигаллия。Входеэкспериментакомандапоразилатонкиепленки著вспышкамикрасноголазерногосвета,выдавмегаваттымощностименеечемзамиллиарднуюдолюсекунды。
Теплопередача меняет магнитную ориентацию mrg。Длядостиженияэтогопервогоизменениятребуетсяневообразимобыстраядесятаячастьпикосекунды(1пс=однатриллионнаясекунды)。,чНотоболееважно,командаобнаружила,чтоможетсноваизменитьориентациючерез10триллионныхдолейсекунды。Этосамоебыстроепереключениеориентациимагнитаизкогда-либонаблюдавшихся。
Ихрезультатыопубликованынаэтойнеделевведущемфизическомжурнале物理评论快报。
Открытиеможетоткрытьновыевозможностидляинновационныхвычисленийиинформационныхтехнологий,учитываяважностьмагнитныхматериаловвэтойотрасли。Скрытыевомногихнашихэлектронныхустройствах,атакжевкрупныхцентрахобработкиданныхвсердцеИнтернета,магнитныематериалысчитываютисохраняютданные。Текущийинформационныйвзрывгенерируетбольшеданныхипотребляетбольшеэнергии,чемкогда-либопрежде。Поискновыхэнергоэффективныхспособовманипулированияданнымииматериаловдляихсоответствияявляетсяисследовательскойзадачейвовсеммире。
Ключомкуспехукоманд三一былаихспособностьобеспечиватьсверхбыстроепереключениебезиспользованиямагнитногополя。Традиционноепереключениемагнитаиспользуетдругоймагнит,чтотребуетзатраткакэнерги,итакивремени。В著переключениебылодостигнутоспомощьютепловогоимпульсасиспользованиемуникальноговзаимодействияматериаласосветом。
Исследователи三一ДжинБесбасиКарстенРодеобсуждаютодноизнаправленийисследования:
«Магнитныематериалыпосвоейприродеобладаютпамятью,которуюможноиспользоватьдлялогики。Досихпорпереключениесодногомагнитногосостояния«логический0»надругое«логическая1»былослишкомэнергозатратнымислишкоммедленным。Нашеисследованиекасаетсяскорости,показывая,чтомыможемпереключать著изодногосостояниявдругоеза0,1пикосекундыи,чтоособенноважно,второепереключениеможетследоватьтолькочерепз10икосекунд,чтосоответствуетрабочейчастотег~ 100игагерц——быстрее,чемчто——либо,наблюдаемоеранее。
«Открытиеподчеркиваетособуюспособностьнашей著эффективносоединятьсветивращение,чтобымымоглиуправлятьмагнетизмомспомощьюсветаисветомспомощьюмагнетизмавнедостижимыхранеемасштабахвремени。”
Комментируяработусвоейкоманды,профессорМайклКоуи,ШколафизикиТринитииCRANN,сказал:«В2014году、когдамысмоейкомандойвпервыеобъявилиосозданиисовершенноновогосплавамарганца,рутенияигаллия,известногокак著,мыникогданеподозревал,чтоматериалобладаетэтимзамечательныммагнитооптическимпотенциалом。
«Этадемонстрацияприведеткновымконцепциямустройст,воснованныхнасветеимагнетизме,которыемогутвыигратьотзначительногоувеличенияскоростииэнергоэффективности,возможно,вконечномитогереализоватьединоеуниверсальноеустройствособъединеннымифункциямипамятиилогики。Этоогромнаяпроблема,номыпоказалиматериал,которыйможетсделатьеевозможной。Мынадеемсяобеспечитьфинансированиеиотраслевоесотрудничестводляпродолжениянашейработы»。
Время публикации: 05 мая 2021