Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Ultraszybkie urządzenie pamięci optyczno-magnetycznej

ghost666 21 May 2022 18:02 330 0
IGE-XAO
  • Ultraszybkie urządzenie pamięci optyczno-magnetycznej
    Technologia magnetycznej pamięci o dostępie swobodnym (MRAM) oferuje znaczny potencjał w kierunku rozwoju uniwersalnej architektury pamięci nowej generacji. Jednak najnowocześniejsze MRAM są nadal zasadniczo ograniczone przez limity czasów na poziomie poniżej nanosekundy. Stanowi to długotrwałe wyzwanie naukowe w badaniach i rozwoju spintroniki. W ramach omówionego poniżej podwójnego projektu doktoranckiego, Luding Wang zademonstrował eksperymentalnie w pełni funkcjonalne, pikosekundowe urządzenie składowe układów pamięci optomagnetycznej MRAM, integrując ze sobą ultraszybką fotonikę ze spintroniką.

    Wąskie gardła w rozwoju MRAM

    Czy kiedykolwiek doświadczyliście nieoczekiwanego wyłączenia komputera i utraty dokumentów na skutek? Technologia magnetycznej pamięci o dostępie swobodnym (MRAM) koncentruje się na manipulowaniu spinem elektronu, aby poradzić sobie z taką usterką techniczną. Wewnątrz bitów pamięci MRAM dane są zapisywane poprzez przełączanie kierunkowych nanomagnesów. W ten sposób MRAM umożliwia trwałe zarejestrowanie zasobów, gdy zasilanie jest wyłączone, komputery szybciej się uruchamiają, a urządzenia zużywają mniej energii.

    W ciągu ostatnich 25 lat wynaleziono i wprowadzono na rynek dwie główne generacje pamięci MRAM. Najwcześniejsze z nich wykorzystują pole magnetyczne do zapisywania bitów, podczas gdy najnowocześniejsze stosują metodę opartą na prądzie spinowym. Jednak proces rejestracji danych w MRAM został utrudniony przez długotrwałe wyzwanie: prędkość jest ograniczona do poziomu nanosekund, a sam proces zużywa dużo energii.

    Ultraszybka integracja fotoniki

    W swojej pracy doktorskiej Luding Wang z grupy badawczej Physics of Nanostructures na wydziale Fizyki Stosowanej integruje rozwój w dziedzinie ultraszybkiej fotoniki — laser femtosekundowy — najszybszy komercyjnie dostępny: 'bodziec' do przełamania ograniczenia prędkości nanosekundy, który stanie się przy tym tysiąc razy bardziej energooszczędny.

    Opisywany projekt przeprowadzany jest w ramach podwójnego doktoratu realizowanego przez Wanga na Politechnice w Eindhoven (TU/e) pod kierownictwem prof. dr. Berta Koopmansa oraz w Fert Beijing Institute na Uniwersytecie w Beihang, gdzie prace odbywają się pod nadzorem prof. dr. Weisheng Zhao. Jest to pierwsza na świecie demonstracja koncepcji spintronniczo-fotonicznej pamięci. Jej realizacja nie byłaby możliwa bez wykorzystania interdyscyplinarnego sposobu myślenia, który został osiągnięty dzięki sięgnięciu po dwa zespoły badawcze.

    Hybrydowa pamięć optomagnetyczna

    Inspiracja schematami całkowicie optycznego przełączania indukowanego laserem femtosekundowym w syntetycznych wielowarstwowych ferrimagnetykach odkrytych przez TU/e ​​w 2017 roku i integracja tego zjawiska z bitem MRAM okazała się konkurencyjną drogą w kierunku projektowania MRAM nowej generacji. W swoim doktoracie Wang pisze o tworzeniu i charakterystyce takiego: „hybrydowego” urządzenia z pamięcią optyczną; wygenerował on komórkę bitową opto-MRAM. Pokazuje rekordową prędkość zapisu wynoszącą 20 pikosekund (ps), czyli o 1-2 rzędy wielkości przewyższającą obecne najnowocześniejsze pamięci MRAM przy zwiększonej wydajności energetycznej (≈ 100 femtodżuli na przełączenie bitu 50×50 wielkości nm²).

    Jest to pierwszy krok w kierunku opracowania pamięci optomagnetycznej. Technologia ta jest bardzo obiecującym początkiem badań w celu stworzenia unikalnej nieulotnej pamięci fotonicznej. Umożliwia bezpośrednią konwersję informacji optycznych na magnetyczne bez kosztownych energetycznie etapów przemiany na sygnały elektryczne. Ponadto wyniki eksperymentalne stanowią ważny postęp konieczny dla stymulowania dalszych fundamentalnych badań naukowych, które łączą w sobie dziedziny spintroniki i fotoniki.

    Źródło: https://phys.org/news/2022-04-ultrafast-optical-magnetic-memory-device.html

    Cool? Ranking DIY
    About Author
    ghost666
    Translator, editor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 wrote 11090 posts with rating 9405, helped 157 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.
  • IGE-XAO