| 0 |
|
Исследователи из CRANN и Школы физики Тринити-колледжа в Дублине обнаружили, что новый материал может действовать как сверхбыстрый магнитный переключатель. При облучении последовательными ультракороткими лазерными импульсами он демонстрирует «тумблерное переключение», которое может на порядок увеличить пропускную способность глобальной волоконно-оптической кабельной сети.
Переключение между двумя состояниями - 0 и 1 - является основой цифровых технологий и опорой Интернета. Подавляющее большинство всех данных, которые мы загружаем, хранятся на магнитах в огромных центрах обработки данных по всему миру, связанных сетью оптических волокон.
Препятствия на пути к дальнейшему развитию Интернета является тройным: скорость и потребление энергии полупроводниковыми или магнитными переключателями, которые обрабатывают и хранят наши данные, и способность оптоволоконной сети обрабатывать их.
Новое открытие сверхбыстрого переключения с использованием лазерного света на зеркальных пленках из сплава марганца, рутения и галлия, известного как MRG, может помочь со всеми тремя проблемами.
Свет не только дает большое преимущество, когда дело касается скорости, но и магнитным переключателям не требуется питание для поддержания их состояния. Что еще более важно, теперь они предлагают перспективу быстрого мультиплексирования во временной области существующей оптоволоконной сети, что может позволить ей обрабатывать в десять раз больше данных.
Работая в лаборатории фотоники в CRANN, Научном центре нанонауки Trinity, д-р Чандрима Банерджи (Chandrima Banerjee) и д-р Жан Бесбас (Jean Besbas) использовали сверхбыстрые лазерные импульсы длительностью всего 100 фемтосекунд (одна десятитысячная миллиардная секунды), чтобы переключать в оба состояния намагничивание тонких пленок MRG. Направление намагничивания может указывать внутрь или наружу пленки.
С каждым последующим лазерным импульсом намагничивание резко меняет направление. Считается, что каждый импульс мгновенно нагревает электроны в MRG примерно на 1000 градусов, что приводит к изменению их намагниченности.
Д-р Карстен Роде (Karsten Rode), старший научный сотрудник группы «Магнетизм и спиновая электроника» Школы физики Тринити, предполагает, что это открытие знаменует собой начало нового захватывающего направления исследований. Он сказал: «Нам предстоит много работы, чтобы полностью понять поведение атомов и электронов в твердом теле, которое далеко от равновесия в фемтосекундной шкале времени. В частности, как может магнетизм так быстро меняться, подчиняясь фундаментальному закону физики, который гласит: что угловой момент должен быть сохранен? В духе нашей команды спинтроники мы теперь будем собирать данные из новых экспериментов с импульсным лазером на MRG и других материалах, чтобы лучше понять эту динамику и связать сверхбыстрый оптический отклик с электронным транспортом. Мы планируем эксперименты с ультрабыстрыми электронными импульсами для проверки гипотезы о том, что тумблерное переключение происходит чисто термически».
В следующем году д-р Банерджи продолжит свою работу в Университете Хайфы, Израиль, с группой, которая сможет генерировать еще более короткие лазерные импульсы. Исследователи Trinity во главе с д-ром Карстеном планируют новый совместный проект с коллегами из Нидерландов, Франции, Норвегии и Швейцарии, направленный на доказательство концепции сверхбыстрого мультиплексирования во временной области волоконно-оптических каналов.
Доктор Карстен Роде (справа) предполагает, что это открытие знаменует собой начало нового захватывающего направления исследований
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
