Суббота 25 мая 2019 года
Мы
в соцсетях

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Ученые создали прототип суперэнергоэффективной памяти будущего


Ученые создали прототип суперэнергоэффективной памяти будущего

Четверг, 16 Мая 2019 13:28
Ученые создали прототип суперэнергоэффективной памяти будущего Фото из открытых источников

Ученым из МФТИ и их коллегам из Германии и Нидерландов удалось добиться переключения намагниченности материала на предельно коротких временах и с минимальными энергетическими затратами. Другими словами, исследователи разработали прототип энергоэффективных запоминающих устройств. Статья опубликована в журнале Nature. Подробнее - в материале Planet Today.

 

В области стремительно развивающихся информационных технологий есть спрос на устройства, контролируемые квантовыми механизмами без энергетических потерь. Ведь более 3% мирового электричества идет на обслуживание центров хранения данных — и цифра продолжает расти. Фундаментальные законы физики совсем не запрещают существование технологии быстрого и энергетически эффективного хранения данных — а ведь именно чтение и запись информации является «бутылочным горлышком» в развитии информационных технологий.

 

Наиболее надежной реализацией хранения данных является кодирование двоичных «0» и «1» за счет определенной ориентации микроскопических магнитов — спинов — в магнитных материалах. Такая схема реализована, например, в жестких дисках. При этом изменение, или «перемагничивание», бита обычно осуществляется с помощью импульсного магнитного поля. Однако такой способ весьма неэффективен в смысле потребления энергии и времени переключения состояний.

 

Еще в 2016 году Себастиан Байерл (Sebastian Baierl) из Университета Регенсбурга, Анатолий Звездин (МФТИ), Алексей Кимель из Университета Неймегена (Нидерланды) и МИРЭА и их коллеги предложили способ быстрого переключения спинов в ортоферрите туллия (TmFeO3) с помощью воздействия Т-лучей. Такой способ «перемагничивания» оказался более быстрым и эффективным, чем переключение спинов импульсным магнитным полем, за счет особой связи между спиновыми состояниями и электрической составляющей Т-импульса.

 

«Идея заключалась в том, чтобы использовать обнаруженный ранее механизм переключения спинов как инструмент для эффективного вывода спинов из положения равновесия и исследования фундаментальных пределов по скорости и энергозатратам записи информации. В работе мы исследовали характерные черты (fingerprints) механизма с предельно возможными скоростями и минимально возможным рассеянием энергии», — говорит Алексей Кимель, соавтор работы, профессор Университета Неймегена (Нидерланды) и МИРЭА.

 

В данной работе спиновые состояния подвергались воздействию специально настроенных Т-импульсов. Энергия фотонов в них порядка величины энергетического барьера между спиновыми состояниями, а длительность — порядка пикосекунд, что соответствует одному колебательному циклу света. Необходимой интенсивности удалось достичь за счет специально разработанной структуры, состоящей из нанооптических золотых микрометровых антенн, расположенных поверх образца — ортоферрита туллия.

 

В результате ученые обнаружили в спектре характерные черты того, что спины удалось переключить полностью и с минимальными (на уровне термодинамических пределов) потерями. Впервые спины переключились Т-лучами в течение всего лишь 3 пикосекунд и практически без потерь энергии. Такое достижение демонстрирует огромный потенциал магнетизма для решения основных проблем информационных технологий. Результаты эксперимента совпали с проведенным исследователями теоретическим моделированием.

 

«Редкоземельные материалы, на которых было сделано это открытие, переживают сейчас второе рождение. Их базисные свойства подробно изучались полвека назад. Много сделали в этом отношении российские физики — выпускники МГУ и МФТИ. Это очень хороший пример того, как фундаментальные исследования через десятилетия находят свой путь в практику», — рассказал Анатолий Звездин, профессор, заведующий лабораторией физики магнитных гетероструктур и спинтроники для энергосберегающих информационных технологий МФТИ.

 

Основным результатом работы нескольких команд стала структура, которая является перспективным прототипом будущих запоминающих устройств. Подобные устройства будут иметь компактный размер и возможность передавать данные за пикосекунды, и при этом за счет усиления антеннами такие накопители будут совместимы с чиповыми источниками Т-лучей.

Яндекс.Дзен

Волкова Алена Опубликовано в Наука   Теги Новости МФТИ
Интернет и СМИ
Главное за сутки
В НАТО приняли новую военную концепцию из-за «российской угрозы» В НАТО приняли новую военную концепцию из-за «российской угрозы» НАТО планирует представить новую военную стратегию, сообщил генеральный секретарь альянса Йенс Столтенберг в интервью Welt. Он оправдал этот шаг «ядерной угрозой», которую Россия использует против Запада. По словам господина Столтенберга,…
Финалисты шоу «Голос. Дети» получили по миллиону рублей Финалисты шоу «Голос. Дети» получили по миллиону рублей Все финалисты шоу талантов «Голос.Дети» получат по 1 млн рублей. Об этом в эфире программы сообщил ведущий Дмитрий Нагиев. В свою очередь, генеральный директор Первого канала Константин Эрнст объявил, что…
Реактивные системы СССР "Град" превратят в современные "Торнадо" Реактивные системы СССР "Град" превратят в современные "Торнадо" Разработанная в Советском Союзе реактивная система залпового огня (РСЗО) "Град" модернизируется до уровня систем нового поколения "Торнадо-Г", рассказал РИА Новости заместитель генерального директора концерна "Техмаш" Александр Кочкин. "Не так давно…
Новости партнеров
Читайте также
С 20 мая 2019 года изменится определение килограмма С 20 мая 2019 года изменится определение килограмма Сегодня, двадцатого мая, отмечается Всемирный день метрологии, который в этом году выдался особенным — ученые решили официально изменить определение килограмма. Теперь килограмм основан не на устаревшем платиноиридиевом цилиндре, который хранится…
Ученые: Cамки бонобо помогают совокупляться своим сыновьям Ученые: Cамки бонобо помогают совокупляться своим сыновьям Интересные и несколько пикантные исследования провели ученые из Института эволюционной антропологии Макса Планка (Германия), наблюдая за бонобо, одним из видов шимпанзе. Оказывается, когда самец спаривается с самкой, его мать ревностно…
Пробы древних вулканов назвали настоящую тайну Бермудских островов Пробы древних вулканов назвали настоящую тайну Бермудских островов Бермудские острова занимают северо-западную часть Атлантического океана и состоят из группы коралловых островов вулканического происхождения. Учёными Корнеллского университета (США) раскрыт процесс происхождения вулканов, приведший к образованию Бермудских островов. Данные исследований…
Тема дня
Брекзит довел Терезу Мэй до слез и отставки Брекзит довел Терезу Мэй до слез и отставки

Тереза Мэй провела встречу с коллегами по партии на Даунинг-стрит. После чего вышла к журналистам, п...

Фото
Колодец Тора - врата в подземный мир Колодец Тора - врата в подземный мир

Омытый тихоокеанскими водами американский штат Орегон – живописная территория, покрытая густыми девс...

Опрос

Как изменятся отношения РФ и Украины при Зеленском?

 

Анекдот дня

Я многим интересовался, многим занимался, про многое читал, но в итоге все бросал, так что смело могу называть себя многосторонне недоразвитой личностью.

Еще »

 

Астрологи назвали 4 самых беспощадных знака Зодиака
Кладоискатели из Британии нашли клад древних монет стоимостью 150 тысяч фунтов
Названы самые опасные для российских туристов страны
Ученые рассказали, как секс влияет на качество сна
Над столицей Колумбии сфотографировали скоростной НЛО
Ученые назвали лучшие упражнения для развития выносливости
Infox
24СМИ
Последние комментарии
 

Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Информационно-аналитический портал о самых актуальных событиях, которые происходят сегодня на нашей планете.

При использовании, полном или частичном цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна.

Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с точкой зрения редакции.