Использование терагерцового излучения позволит ускорить компьютерную память в тысячи раз

Учeныe из Мoскoвскoгo физикo-тexничeскoгo институтa (МФТИ), рaбoтaя сoвмeстнo с иx кoллeгaми из Гeрмaнии и Нидeрлaндoв, прoдeмoнстрирoвaли, чтo прaктичeскoe примeнeниe Т-излучeния, излучения терагерцового диапазона, может значительно увеличить быстродействие компьютеров и другой вычислительной техники. Импульсы Т-волн, используемые в качестве средства для сброса и переключения состояния ячеек компьютерной памяти, позволяют делать это в несколько тысяч раз быстрее, нежели более традиционные методы, вовлекающие использование магнитных или электрических полей.

«Мы нашли абсолютно новый способ управления намагниченностью материала, который полагается на короткие электромагнитные импульсы терагерцового диапазона. Все это является очень важным шагом на пути к созданию так называемой терагерцовой электроники» — рассказывает Анатолий Звездин, руководитель Лаборатория физики магнитных гетероструктур и спинтроники МФТИ, — «Насколько нам известно, мы являемся первыми, кто использовал такой механизм для управления состоянием магнитных систем».

В своих исследованиях ученые использовали ортоферрит тулия (thulium orthoferrite, TmFeO), слабый ферромагнитный материал, производящий собственное магнитное поле, форма которого определяется магнитными моментами отдельных микрокристаллов, так называемых магнитных доменов. При традиционном подходе для управления моментами магнитных доменов используется внешнее магнитное поле, но ученые использовали для этого короткие импульсы излучения с длиной волны порядка 0.1 миллиметра.

Эксперименты показали, что терагерцовые импульсы возбуждают электроны ионов тулия, при этом происходит переориентация и изменение магнитных свойств, как ионов тулия, так и ионов железа. Но самым интересным является то, что все это происходит в десятки раз быстрее, нежели при помощи внешнего магнитного поля. На основе такого принципа учеными была разработана новая технология перемагничивания материала, которая в будущем может стать фундаментом для создания сверхскоростной компьютерной памяти.

Ученые считают, что их терагерцовая технология будет работать должным образом и с другими магнитными материалами. Ортоферрит тулия, использовавшийся в экспериментах, удобен для демонстрационных целей, однако, для практического применения в устройствах хранения информации он не подходит в силу целого ряда причин.