Физикам из России и Европы удалось добиться того, о чём давно мечтают разработчики памяти: переключать магнитное состояние материала за несколько триллионных долей секунды при почти нулевом энергопотреблении. Их оптический аналог жёсткого диска описан в статье в Nature, о которой сообщает РИА Новости.
Классические жесткие диски работают по схеме: сильный краткий магнитный импульс разворачивает спины в отдельных доменах, кодируя нули и единицы. Но за высокую надёжность приходится платить энергозатратами, ограничениями по скорости и сложности дальнейшей миниатюризации — чем мельче области, тем труднее воздействовать на них адресно.
Команда Анатолия Звездина из МФТИ показала альтернативу. Экспериментируя с редкоземельными соединениями, в частности ортоферритом туллия, учёные выявили, что терагерцовое излучение (Т‑лучи) способно гораздо эффективнее управлять спинами. Эти волны меняют намагниченность быстрее и примерно в десять раз сильнее, чем традиционное магнитное поле.
Чтобы усилить эффект и снизить потери, поверхность кристалла покрыли массивом золотых наноантенн. Они концентрируют терагерцовое поле в микроскопических областях, обеспечивая точечное и мощное воздействие на спины. В экспериментах с реальным прототипом оптико‑магнитной памяти удалось достичь рекордного времени переключения — около трёх пикосекунд.
Особенно впечатляет энергетика процесса: для смены состояния ячейки достаточно одного фотона терагерцового излучения. Это означает радикальное снижение энергопотребления по сравнению с обычной магнитной записью. По словам Звездина, редкоземельные материалы, подробно изученные ещё выпускниками МГУ и МФТИ десятилетия назад, сегодня возвращаются в авангард технологий как база для сверхбыстрой и почти «беззатратной» памяти. Учёные рассчитывают, что подобные решения найдут применение в будущих системах хранения данных и вычислительных комплексах, где скорость и энергоэффективность критичны, сообщает scientificrussia.ru.
Читайте также: