Erittäin nopeita magneettisia muisteja

Ultralyhyiden pulssien käyttö mahdollistaa äärimmäisen taloudellisen magneetin vaihtamisen yhdestä vakaasta suunnasta (punainen nuoli) toiseen (valkoinen nuoli). Tämä konsepti mahdollistaa ultranopean informaation tallennuksen ennennäkemättömällä energiatehokkuudella.

Keksintö käyttää magneetteja tietokoneen datan tallentamiseen käytännöllisesti katsoen nolla energialla.

Näin se voisi ratkaista ongelman siitä, miten saadaan aikaan nopeampaa tietojenkäsittelyä vähemmillä energiakustannuksilla.

Kansainvälinen Lancasterin, Regensburgin, Radboundin ja Venäjän tiedeakatemian tutkijoista koostunut ryhmä on ratkaissut ongelman korvaamalla sähkön pikosekunnin valonpulsseilla, joka keskitetään erityisantenneilla magneetin päälle.

Tämä uusi menetelmä on erittäin nopea, mutta niin energiatehokas, että magneetin lämpötila ei kasva ollenkaan. He osoittivat tämän uuden menetelmän pulssittamalla antiferromagneettisen TmFeO3: ta (thulium orthoferrite) paikallisesti tehostetun terahertsisen sähkökentän räätälöityjen antennien avulla.

Jopa terahertsin valon voimakkaimmat olemassa olevat lähteet eivät tuottaneet riittävän voimakkaita pulsseja magneetin suuntauksen siirtämiseksi tähän mennessä.

Läpimurto saavutettiin käyttämällä tehokkaita vuorovaikutusmekanismeja, joissa yhdistettiin spinien ja terahertsin sähkökentän välinen yhteys, jonka sama ryhmä löysi.

Tutkijat kehittivät ja valmistivat hyvin pienen antennin magneetin päälle keskittämään ja parantamaan valon sähkökenttää. Tämä voimakkain paikallinen sähkökenttä riitti navigoimaan magneetin uudelle suuntaukselle vain yhden pikosekunnin ajassa.

Magneetin lämpötila ei lisääntynyt ollenkaan, koska tämä prosessi vaatii vain yhden terahertsisen valokvantin energian - fotonin per spin.

Tohtori Mikhaylovskiy toteaa: "Olematon energian hävikki tekee tästä lähestymistavasta skaalautuvan. Tulevat tallennusrakenteet hyödyntäisivät myös antennirakenteiden erinomaista spatiaalista määritelmää, joka mahdollistaa käytännön magneettiset muistit, joilla on samanaikaisesti suuri energiatehokkuus ja nopeus."

Aiheesta aiemmin:

Tehokkaampia muistimateriaaleja

Magneettisuus kääntyy sähkökentällä

Kutistuvia muistitekniikoita