Текст уведомления здесь

Намагниченность электронной памяти переключили за 3 пикосекунды

На это физики потратили сверхмалое количество энергии

Международная группа ученых, в которую входили и исследователи из МФТИ, смогла переключить намагниченность прототипа электронной памяти в течение сверхкороткого промежутка времени, использовав при этом очень мало энергии. На основе использованного ими материала можно будет создавать очень быструю и практически не нагревающуюся энергоэффективную память для самых разных электронных устройств.
Добавить в закладки
Комментарии

Сегодня уже 3% от вырабатываемого на планете электричества уходит на обслуживание крупных центров хранения данных. Поскольку данных все больше, эта доля непрерывно растет. Это происходит потому, что самая распространенная технология хранения информации — на жестких дисках серверов — при изменении записанных данных требует перемагничивания базовой запоминающей ячейки за счет приложения импульсного магнитного поля. А его генерация требует энергии и времени.

В 2016 году ученые предложили способ, который позволяет быстро переключать магнитные спины (направления «вращения» частиц) в ортоферрите туллия (TmFeO3), воздействуя на них так называемыми Т-лучами. Это терагерцовое излучение, волны которого длиннее, чем у инфракрасного, но короче, чем радиоволны. Такой способ «перемагничивания» оказался более быстрым и эффективным. Дело в том, что частота терагерцового излучения очень мала, а спиновое состояние переключается за счет электрической составляющей Т-импульса, а не импульсного магнитного поля. Таким образом используется меньше энергии, чем в альтернативных способах. Впрочем, у нового подхода была и проблема: для него нужно создавать компактные и эффективные системы излучения в терагерцовом диапазоне.

Читайте также: Информацию впервые записали на один атом

В новой работе на спиновые состояния материала перспективного накопителя данных действовали специально настроенные Т-импульсы. Энергия фотонов в них была близка к величине энергетического барьера между спиновыми состояниями частиц материала, соответствующих нулю и единице. Длительность импульсов составляла  считанные пикосекунды (одна квадрилионная доля секунды, 10–12 секунды), что соответствует одному колебательному циклу излучения терагерцовой частоты. Ученые достигли нужной интенсивности излучения за счет специально разработанной структуры, состоящей из нанооптических золотых микрометровых антенн, расположенных поверх образца материала — ортоферрита туллия.

С помощью спектрометрических измерений ученые показали, что спины частиц ортоферрита туллия переключились полностью и с минимальными потерями, которые были намного меньше, чем в обычной магнитной памяти. Впервые спины удалось переключать Т-лучами всего лишь за 3 пикосекунды и почти без потерь энергии.

Все это (в теории) позволяет получить на базе ортоферрита туллия память в десятки раз более быструю, чем у современных жестких дисков (и даже быстрее, чем у твердотельных накопителей), но при этом потребляющую как минимум на порядок меньше энергии.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы