21 марта 2019, Четверг, 11:30
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

11 октября 2016, 10:50

Терагерцевое излучение сделает компьютеры сверхбыстрыми

Pixabay

Ученые из МФТИ и их коллеги из Германии и Нидерландов нашли способ значительно увеличить скорость работы компьютеров: они предложили использовать так называемые Т-лучи, терагерцовое излучение, которое может переключать ячейки компьютерной памяти в тысячи раз быстрее, чем воздействие магнитного поля, сообщается в пресс-релизе МФТИ.

«Мы сделали важный шаг на пути к терагерцовой электронике: показали качественно новый подход к контролю намагниченности с помощью коротких импульсов терагерцового излучения. Насколько нам известно, наша работа – первое применение подобного возбуждения колебаний магнитных подсистем», – говорит соавтор исследования Анатолий Звездин, руководитель Лаборатории физики магнитных гетероструктур и спинтроники для энергосберегающих информационных технологий МФТИ и сотрудник Института общей физики имени А. М. Прохорова, лауреат Государственной премии СССР.

Быстрый рост объема цифровых данных и сложности вычислительных задач вынуждает создателей компьютеров непрерывно увеличивать скорость вычислений. Одно из «узких мест» современных вычислительных машин – память, на каждую операцию записи и перезаписи одной магнитной ячейки нужно время. Сократить время этого цикла очень сложно.

Себастиан Байерл (Sebastian Baierl) из Университета Регенсбурга, Анатолий Звездин, Алексей Кимель из Университета Неймегена (Нидерланды) и МИРЭА и их коллеги предложили использовать для переключения памяти не магнитные поля, а импульсы терагерцового излучения – так называют электромагнитное излучение в диапазоне между инфракрасным и СВЧ-диапазоном с длиной волны около 0,1 миллиметра. Его используют, например, в установках для сканирования в аэропортах: Т-лучи не вредны для организма, но позволяют легко «увидеть» под одеждой оружие и взрывчатку.

На рисунке изображена структура TmFeO₃ (слева); справа — переходы между энергетическими состояниями и ориентирование спинов при воздействии терагерцового импульса («переключение» битов). Илл.: МФТИ

Учёные решили провести эксперимент со слабым ферромагнетиком – ортоферритом тулия (TmFeO₃), чтобы проверить насколько подходят Т-лучи на роль переключателя состояний «магнитных битов» в этом материале. Магнитное поле в ферромагнетиках создается за счет определенной ориентации спинов – магнитных моментов атомов в микрокристаллах (доменах). Чтобы поменять эту ориентацию, нужно внешнее магнитное поле.

Однако эксперимент показал, что терагерцовое излучение переводит ионы тулия в возбужденное состояние и меняет магнитные свойства и ионов железа, и ионов тулия, причем его воздействие почти в 10 раз сильнее внешнего магнитного поля. Таким образом, исследователи получили очень быстрый и действенный метод «перемагничивания» – хорошую «базу» для создания сверхбыстрой памяти.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Photonics.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus

Редакция

Электронная почта: [email protected]
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.