- Para peneliti mendemonstrasikan kontrol laser magnon pada suhu kamar dalam bahan magnetik tipis
- Pulsa cahaya tampak menyetel frekuensi magnetik tanpa kondisi kriogenik
- Magnet skala nanometer menjanjikan penyimpanan yang lebih cepat dan komputasi non-silikon
Para peneliti telah mendemonstrasikan cara baru untuk menyesuaikan perilaku magnetis pada material yang sangat tipis menggunakan pulsa laser yang terlihat pada suhu kamar.
Pekerjaan ini berfokus pada pengendalian magnon, yang merupakan eksitasi putaran kolektif yang memainkan peran penting dalam perangkat magnetik.
Penelitian yang dipublikasikan di Komunikasi Alammenunjukkan bahwa magnet setebal nanometer dapat diatur frekuensi magnonnya naik dan turun sesuai permintaan. Bahan yang digunakan hanya setebal 20 nm, sehingga kompatibel dengan desain elektronik padat.
Segudang kemungkinan
Magnon sudah menjadi pusat teknologi seperti hard disk drive dan konsep komputasi berbasis spin yang sedang berkembang. Kemampuan mengontrol frekuensi secara tepat telah lama dipandang sebagai persyaratan perangkat praktis.
Dalam percobaan sebelumnya, efek serupa hanya dicapai dengan menggunakan laser inframerah menengah, suhu kriogenik, atau material berukuran besar. Kendala-kendala tersebut membatasi jalur realistis menuju penggunaan komersial.
Dalam penelitian baru ini, para peneliti menggunakan pulsa laser cahaya tampak pendek yang dikombinasikan dengan medan magnet eksternal sederhana di bawah 200mT. Hal ini memungkinkan frekuensi magnon digeser sebanyak 40 persen dari nilai aslinya.
Percobaan dilakukan pada suhu kamar menggunakan film garnet besi yttrium tersubstitusi bismut yang ditumbuhkan pada substrat gadolinium scandium gallium garnet (GSGG). Redaman film yang rendah dan respons magneto optik yang kuat terbukti penting.
Dengan menyesuaikan intensitas laser dan kekuatan medan magnet, tim dapat dengan andal memilih apakah frekuensi magnon meningkat atau menurun.
Tingkat kendali ini berasal dari interaksi antara pemanasan optik, anisotropi magnetik, dan medan terapan.
Pulsa laser bertindak sebagai mekanisme penyetelan ultracepat dan bukan sumber panas sederhana. Mereka untuk sementara mengubah kekakuan magnetik material, yang secara langsung mengubah seberapa cepat magnon berosilasi.
Karena efeknya beroperasi pada skala waktu nanodetik, ini membuka pintu bagi elemen logika magnetik yang dapat dikonfigurasi ulang hampir secara instan.
Perangkat semacam itu dapat menghindari beberapa batasan panas dan skala yang dihadapi oleh elektronik silikon.
Kombinasi pengoperasian suhu ruangan, kontrol cahaya tampak, dan ketebalan skala nanometer berarti pendekatan ini dapat diterapkan pada penyimpanan masa depan, pemrosesan sinyal, dan sistem komputasi berbasis putaran.
Secara sederhana, penelitian ini dapat membantu membuat teknologi sehari-hari menjadi lebih cepat dan efisien, dengan salah satu kegunaan paling nyata adalah dalam penyimpanan data.
Hard drive dan server cloud besar mengandalkan bahan magnetik, dan kemampuan mengendalikannya secara lebih tepat dengan cahaya memungkinkan data ditulis dan dipindahkan jauh lebih cepat dibandingkan saat ini.
Bisa juga dengan penciptaan chip komputer jenis baru yang menggunakan magnet dan bukan arus listrik untuk memproses informasi.
Hal ini akan menghasilkan lebih sedikit panas dan menggunakan lebih sedikit daya, sehingga dapat menghasilkan laptop yang lebih senyap, masa pakai baterai yang lebih lama, dan – hal yang paling penting bagi para hyperscaler – pusat data yang lebih murah untuk dijalankan.
Kemungkinan penggunaan lainnya adalah perangkat keras yang dapat mengubah fungsinya dengan cepat. Daripada sebuah chip dibuat untuk satu tugas, cahaya dapat digunakan untuk mengubah perilakunya hampir secara instan, sehingga memungkinkan satu perangkat keras untuk menangani pekerjaan yang berbeda.
Karena efeknya bekerja pada suhu ruangan dan dalam lapisan yang lebih tipis dari rambut manusia, efek ini tidak hanya terbatas pada percobaan di laboratorium, yang berarti efek ini pada akhirnya dapat diterapkan pada ponsel, komputer, dan sistem penyimpanan portabel yang sudah digunakan orang setiap hari.
Ikuti TechRadar di Google Berita Dan tambahkan kami sebagai sumber pilihan untuk mendapatkan berita, ulasan, dan opini pakar kami di feed Anda. Pastikan untuk mengklik tombol Ikuti!
Dan tentu saja Anda juga bisa Ikuti TechRadar di TikTok untuk berita, review, unboxing dalam bentuk video, dan dapatkan update rutin dari kami Ada apa juga.
