Ученые из Центра исследований адаптивных наноструктур и наноустройств (CRANN) при Тринити-колледже в Дублине разработали магнитный материал, который демонстрирует рекордную скорость переключения магнитной ориентации. Используя фемтосекундные лазерные системы, исследователи смогли изменить и повторно изменить магнитное состояние материала за триллионные доли секунды, что в шесть раз быстрее предыдущего рекорда и в сто раз быстрее скорости современных персональных компьютеров. Этот прорыв открывает перспективы для создания нового поколения энергоэффективных сверхбыстрых компьютеров и систем хранения данных.
Материал, названный MRG, был впервые синтезирован в 2014 году из марганца, рутения и галлия. В ходе эксперимента тонкие пленки MRG подвергались воздействию импульсов красного лазерного света, что приводило к изменению магнитной ориентации за одну десятую пикосекунды. Важно отметить, что ученые также смогли вернуть магнитное состояние обратно всего через десять пикосекунд — это самое быстрое повторное переключение магнитной ориентации, когда-либо наблюдавшееся.
Особенность технологии заключается в том, что переключение магнитного состояния происходит без использования магнитного поля. Вместо этого используется тепловой импульс, который взаимодействует с уникальными свойствами материала. Это значительно снижает энергозатраты и увеличивает скорость процесса. Исследователи отмечают, что такие материалы могут быть использованы для создания устройств с объединенными функциями памяти и логики.
В другом исследовании ученые из Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf и Технического университета Дортмунда продемонстрировали возможность считывания магнитных состояний с помощью ультракоротких импульсов терагерцового света. Это позволяет определять направление магнитной ориентации материала за пикосекунды. Благодаря эффекту USMR они добились быстрого изменения направления спинового тока и электрического сопротивления интерфейса, что открывает перспективы для разработки сверхбыстрых систем хранения данных.
Эти открытия подчеркивают важность разработки новых технологий для обработки информации на фоне растущего объема данных и энергетических затрат. Ученые надеются на дальнейшее финансирование и сотрудничество с промышленными партнерами для продолжения исследований.
