Среда 18 сентября 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 Кабардино-Балкарии введен режим контртеррористической операции В Кабардино-Балкарии введен режим контртеррористической операции Режим контртеррористической (КТО) действует в городе Чегем с 5:00 18 сентября. По предварительным данным он введен в связи с обнаружением в одном из частных домов членов религиозно-экстремистской группировки. Информация о…
Браконьеры из Северной Кореи атаковали российских пограничников Браконьеры из Северной Кореи атаковали российских пограничников Экипаж северокорейской рыбацкой шхуны совершил вооруженное нападение на российских пограничников, когда те пытались препятствовать незаконному рыболовецкому промыслу. Об инциденте в Японском море сообщает ТАСС, со ссылкой на официальных представителей ФСБ…
Минфин озвучил дату перехода на новую систему накопительных пенсий Минфин озвучил дату перехода на новую систему накопительных пенсий Новая система накопительных пенсий, при которой граждане смогут финансировать пенсию из своего личного дохода, начнет действовать с 2021-го года. Об этом, со ссылкой на Министерство финансов Российской Федерации, сообщает информагентство…
Новости партнеров
Читайте также
Лекарство от диабета помогло восстановить мозг после инсульта Лекарство от диабета помогло восстановить мозг после инсульта Лекарственный препарат метформин, применяемый для контроля уровня глюкозы в крови у пациентов с сахарным диабетом второго типа, повышает число стволовых клеток в головном мозге, способствуя восстановлению мыслительного органа после физических…
Ученые обнаружили новый "гормон стресса" Ученые обнаружили новый "гормон стресса" Главным гормоном, который запускает реакцию "бей или беги" в ответ на стресс, может быть не адреналин, как принято считать, а мало кому известный гормон костей остеокальцин. Так, по данным издания…
Влияние костного мозга на фертильность определили специалисты Влияние костного мозга на фертильность определили специалисты Фертильность - это способность, как женщин так и мужчин воспроизводить потомство. Специалисты из Йельского университета PLOS Biology определили участие костного мозга в обеспечении деторождения женщин. В ходе лабораторных исследований удалось…
Тема дня
Почему необходимо перенести столицу России в Сибирь? Почему необходимо перенести столицу России в Сибирь?

Здравствуй дорогой читатель, сегодня я вам расскажу о причинах и выгодах переноса столицы России в С...

Фото
Долина Монументов – земля «марсианских пейзажей» Долина Монументов – земля «марсианских пейзажей»

Когда едешь по бескрайнему пустынному плато Колорадо, создаётся впечатление, будто пребываешь на дру...

Опрос

Как вы считаете, что ожидает РФ в ближайшие годы?

Все станет гораздо лучше - 19.6%
Будем жить немного лучше - 14.8%
Ничего не изменится - 13.4%
Ситуация в стране ухудшится - 44.3%
Я из другой страны - 3.2%

Всего голосов:: 1758

 

Анекдот дня

Прогресс в автомобилестроении сейчас направлен на то, чтобы водитель как можно более комфортно мог стоять в пробке.

Еще »

 

 
Infox
СМИ2
24СМИ
Гламурная рядовая израильской армии пленяет своими снимками
Самые опасные для российских туристов страны
3 знака зодиака, которым Ванга предрекала удачу
В Ирландии найдены древние загадочные постройки
Стало известно откуда на полях появляются таинственные круги
Лучшие упражнения для развития выносливости
Последние комментарии
 

Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-68260 от 27.12.2016, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. При использовании, полном или частичном цитировании материалов

planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с точкой зрения редакции.