r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a

Przełom w spintronice przyniesie tysiąckrotnie szybsze pamięci RAM i dyski twarde

Strona główna Aktualności

Rozwój sprzętu IT zależy bezpośrednio od postępu w fizyce. Ostatnie lata postępu tego niewiele przyniosły, wydawało się, że wraz z kolejnymi generacjami układów półprzewodnikowych od Intela czy AMD zbliżamy się do granic miniaturyzacji, przyspieszania i zwiększania pojemności. Czasem jednak jedno ciekawe odkrycie z zakresu fizyki może popchnąć zwykle rozwijane metodą małych kroków technologie daleko do przodu. Takim odkryciem będzie najprawdopodobniej nowa metoda zmian magnetycznej struktury materiałów, która pozwoli na przyspieszenie komputerowych pamięci o kilka rzędów wielkości. Poświęcony jej artykuł opublikowany został we wczorajszym wydaniu magazynu Nature.

Zaczęło się od prac profesora Jiganga Wanga i jego zespołu ze sponsorowanego przez amerykański Departament Energetyki Ames Laboratory na stanowym uniwersytecie w Iowa, teoretycznie zinterpretowanych przez zespół greckich fizyków, kierowany przez Iliasa Perakisa z Uniwersytety na Krecie. Badacze znaleźli metodę na wykorzystanie trwających femtosekundy (10-15) impulsów laserowych do zmiany struktury materiałów magnetooporowych, tak że stawały się one przemiennie ferromagnetykami i antyferromagnetykami.

Do tej pory w systemach magnetooptycznej pamięci wykorzystywane było pole magnetyczne i ciągłe światło laserowe. Wprowadzane laserową energią w stany wzbudzone atomy w materiałach ferromagnetycznych podgrzewają się, zaczynają wibrować, a wibracja ta pozwala na odwrócenie kierunku pola, kodującego informację. Szybkość takich zmian ograniczona jest więc czasem potrzebnym do wywołania wibracji w atomie i czasem odwracania pól magnetycznych. Jak wyjaśnia Wang, z tą metodą praktycznie niemożliwe jest przekroczenie gigahercowych (109) szybkości przełączania w magnetooptycznych pamięciach.

Fizycy w poprzedniej dekadzie zainteresowali się więc materiałami CMR (ogromnej magnetooporności) – minerałami grupy związków znanych jako perowskity. Wykazują one wielką podatność na zewnętrzne pola magnetyczne, stanowią przy tym wciąż sporą zagadkę dla teoretyków, gdy nie do końca wiadomo jak zachodzące w nich przełączanie pomiędzy stanem ferromagnetyku a antyferromagnetyku zachodzi. Wymuszone femtosekundowym impulsem laserowym zmiany w takich materiałach nie wymagają nagrzania atomów, efekt ten zachodzi na poziomie kwantowym. Zespół Wanga określa to jako kwantowy femtomagnetyzm, w którym przełączanie odbywa się przez zmianę spinu.

W testowanym przez fizyków materiale CMR – manganicie – magnetyczne uporządkowanie zmieniano za pomocą technik spektrografii wysokiej częstotliwości, którą Wang porównuje do bardzo szybkiej fotografii stroboskopowej. Tutaj krótki impuls światła służy zarówno do wzbudzenia stanu materiału jak i przeprowadzania pomiaru, wszystko w ciągu 100 femtosekund.

Stosując taką metodę można będzie wykorzystać w praktyce materiały CMR w stałych i masowych pamięciach magnetycznych, działających z terahercowymi częstotliwościami, tysiąckrotnie szybciej, niż obecne. Konsekwencje takiego skoku dla technologii informatycznych trudno przewidzieć, ale mogą być nie mniejsze, niż skok od klasycznych dyskietek do współczesnych pamięci flash.

r   e   k   l   a   m   a
© dobreprogramy
r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a

Komentarze

r   e   k   l   a   m   a
r   e   k   l   a   m   a
Czy wiesz, że używamy cookies (ciasteczek)? Dowiedz się więcej o celu ich używania i zmianach ustawień.
Korzystając ze strony i asystenta pobierania wyrażasz zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.