Forscher am adaptiven Nanostruktur und Nano-Device Research Center (Cran) und am Institut für Physik, Trinity College in Dublin, haben kürzlich angekündigt, dass ein magnetisches Material, das vom Zentrum entwickelt wurde, den schnellsten magnetischen "Switch" je (der Prozess des "Schreibens von Informationen" zum magnetischen Speicher) zeigt.
Das Team nutzte das Femtosekunden-Lasersystem des Crann Photon-Forschungslabors, schaltete in Billionen Sekunden (1 Picosecond) um und schaltete dann die magnetische Richtung des Materials sechsmal schneller als der vorherige Datensatz um, 100-mal schneller als die Taktgeschwindigkeit des PC s.
Die Ergebnisse zeigen, dass das Material das Potenzial hat, eine neue Generation von Hochleistungs- und Ultra-High-Speed-Computern und Datenspeichersystemen zu entwickeln.
Die Forscher haben in einer Legierung namens MRG bisher noch nie dagewesene Schaltgeschwindigkeiten erreicht, von der die erste vom Team im 2014 mit Mangan, Ruthenium und Gallium synthetisiert wurde.Im Experiment bestrahlte das Team den MRG-Film mit einem roten Laser und lieferte in weniger als einem Milliardstel einer Sekunde Megawatts Energie.
Die Wärmeleitung ändert die magnetische Ausrichtung der magnetorheologischen Flüssigkeit.Es dauert ein sehr schnelles Zehntel von Picosekonds (1ps = Billionen Sekunden), um die erste Änderung zu erreichen.Aber was noch wichtiger ist, das Team fand heraus, dass sie in einer Sekunde von zehn Billionen wieder Richtung wechseln konnten.Dies ist die am schnellsten beobachtete Rückübertragung der Richtung des Magneten bis jetzt.
Ihre Ergebnisse werden in dieser Woche in den Physical Review Letters veröffentlicht.
Angesichts der Bedeutung magnetischer Materialien in dieser Branche kann diese Entdeckung neue Wege für innovative Computer- und Informationstechnologien eröffnen.Magnetische Materialien, versteckt in vielen unserer elektronischen Geräte und in großen Rechenzentren im Internet Center, lesen und speichern Daten.Die aktuelle Informationsexplosion hat mehr Daten als je zuvor erzeugt, die mehr Energie verbrauchen.Es ist ein globaler Forschungshotspot, um neue energieeffiziente Methoden für den Umgang mit Daten und passenden Materialien zu finden.
Der Schlüssel zum Erfolg des Trinity College Teams in Dublin ist, dass sie eine super schnelle Umwandlung ohne jedes Magnetfeld erreichen können.Traditionelle Magnetumwandlung verwendet einen anderen Magneten, der in Energie und Zeit kostengünstig ist.MRG-Schalter wird durch thermischen Puls realisiert, der die einzigartige Wechselwirkung zwischen Material und Licht nutzt.
Die Forscher Jean besbas und Karsten Rod erörterten eine der Forschungsrichtungen:
"Magnetische Materialien sind natürlich in der Lage, Speicher, die logisch verwendet werden können.Bisher war die Umstellung von einem "Logic 0"-Zustand auf einen anderen "Logic 1"-Zustand zu viel Energieverbrauch und langsame Geschwindigkeit.Unsere Forschung zeigt, dass wir MRG in 0.1 Bildern von einem Staat zum anderen schalten können. Der Schlüssel ist, dass der zweite "Schalter" nur nach 10 Picoses durchgeführt werden kann, und die entsprechende Betriebsfrequenz ist etwa 100 Gigahertz - schneller als irgendein Zustand zuvor beobachtet.
"Diese Entdeckung unterstreicht die besondere Fähigkeit unseres MRG, Licht und Spin effektiv zu koppeln, so dass wir Licht benutzen können, um Magnetismus zu kontrollieren und Licht und Magnetismus auf Zeitskalen zu steuern, die bisher nicht erreicht wurden."
"Diese Demonstration wird zu einem neuen, auf Licht und Magnetismus basierenden Gerätekonzept führen, das von erheblich verbesserter Geschwindigkeit und Energieeffizienz profitieren wird, und es wird erwartet, dass es schließlich ein einziges universelles Gerät mit Speicherfunktionen und Logikfunktionen bringt."Es ist eine große Herausforderung, aber wir haben ein Material gezeigt, das es möglich machen und hoffen, diese Forschung weiter voranzubringen.