Normalmente as memórias magnéticas são gravadas com magnetismo - mas aqui tudo é feito com luz.
[Imagem: Chandrima Banerjee et al. - 10.1103/PhysRevLett.126.177202]
Pesquisadores irlandeses descobriram um material magnético que pode ser imantado e desimantado na maior velocidade já alcançada.
Isto significa que ele é ideal para o uso como memória de computador, viabilizando a criação de sistemas de armazenamento de alta velocidade que consomem pouquíssima energia e não perdem os dados na falta de energia.
E, melhor de tudo, todo o processo de gravação e apagamento é feito com luz.
A equipe usou um laser de femtossegundos para alterar a orientação magnética do material em trilionésimos de segundo (10-15 segundo), o que é seis vezes mais rápido do que o recorde anterior e 100 vezes mais rápido que a velocidade padrão dos computadores atuais.
Tudo isso foi possível com uma liga chamada MRG (manganês, rutênio e gálio).
"Os materiais magnéticos inerentemente têm memória, que pode ser usada para lógica. Até agora, mudar de um estado magnético 'lógico 0' para outro 'lógico 1' tem consumido muita energia e é muito lento. Nossa pesquisa lidou com o problema da velocidade, mostrando que podemos chavear o MRG de um estado para outro em 0,1 picossegundo e, crucialmente, que um segundo chaveamento pode ocorrer apenas 10 picossegundos depois, correspondendo a uma frequência operacional de cerca de 100 gigahertz - mais rápido do que qualquer coisa observada antes.
"Este resultado destaca a capacidade especial do nosso MRG de acoplar luz e spin de forma eficaz, de modo que possamos controlar o magnetismo com luz e luz com magnetismo em escalas de tempo até então inatingíveis," disse o professor Jean Besbas, do Trinity College Dublin.
Memória e funcionalidade lógica combinadas
Normalmente, a comutação de um ímã usa outro ímã, o que tem um custo em termos de energia e tempo. Com o MRG, a comutação foi feita com um pulso de infravermelho, aproveitando a interação única do material com a luz.
"Esta demonstração levará a novos conceitos em dispositivos baseados em luz e magnetismo, que poderão se beneficiar de um grande aumento de velocidade e eficiência energética, talvez finalmente viabilizando um único dispositivo universal com memória e funcionalidade lógica combinadas. É um grande desafio, mas mostramos um material que pode tornar isso possível. Esperamos conseguir financiamento e colaboração da indústria para continuar nosso trabalho," completou o professor Michael Coey.
Artigo: Ultrafast Double Pulse All-Optical Reswitching of a Ferrimagnet
Autores: Chandrima Banerjee, Karsten Rode, G. Atcheson, S. Lenne, P. Stamenov, J. Michael D. Coey, Jean Besbas