فريق من جامعة طوكيو يطور تقنية مفتاح فائق السرعة ومنخفض استهلاك الطاقة

أخبار ar.wedoany.com، نجح فريق بحثي من جامعة طوكيو في استخدام المادة المضادة للمغناطيسية الحديدية Mn₃Sn لإعادة كتابة الحالة المغناطيسية وتبديلها بسرعة فائقة عبر نبضات كهربائية فائقة القصر تبلغ 40 بيكو ثانية، وقد نُشرت النتائج ذات الصلة. قاد هذا البحث البروفيسور تشاي هان شين (Sek Hwan Choi) من كلية العلوم بجامعة طوكيو، والأستاذ المساعد الخاص تاكويا ماتسودا (Takuya Matsuda، وقت إجراء البحث) والبروفيسور ساتورو ناكاجيما (Satoru Nakatsuji). وضم المتعاونون البروفيسور ريوتارو أريتا (Ryotaro Arita) من كلية العلوم (وهو أيضًا مدير مركز العلوم الناشئة للمادة في معهد ريكين)، والبروفيسور هيكارو تاكيناكا (Hikaru Takenaka) من كلية الهندسة، والأستاذ المساعد كوتارو شيميزو (Kotaro Shimizu)، والبروفيسور تيتسويا إيزوكا (Tetsuya Iizuka)، بالإضافة إلى الأستاذ المشارك شينجي ميوا (Shinji Miwa) من معهد فيزياء الجوامد، والباحث الأول كوتا كوندو (Kota Kondo) من مركز العلوم الناشئة للمادة في معهد ريكين (وقت إجراء البحث، وهو حاليًا أستاذ مشارك في منظمة الأبحاث المتقدمة متعددة التخصصات بجامعة أوساكا).

عادةً ما يزداد استهلاك الطاقة بشكل كبير عند زيادة سرعة معالجة وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسوميات الحالية، مما يجعل من الصعب تحقيق سرعات تشغيل أقل من نانو ثانية. وقد استكشفت الأوساط الصناعية آليات متعددة لمحاولة تحقيق تبديل أسرع بألف مرة على مستوى البيكو ثانية، ولكن نظرًا لاحتمال ارتفاع درجة الحرارة بمئات الدرجات المئوية، تظل المتانة تحديًا، ولا يزال التبديل على مستوى البيكو ثانية في مرحلة البحث والتطوير. يحقق الجهاز المضاد للمغناطيسية الحديدية المستخدم في هذه الدراسة عملية تبديل على مستوى البيكو ثانية بالاعتماد على آلية نقل العزم الزاوي التي لا تعتمد على الحرارة - عزم المدار المغزلي (spin-orbit torque)، مما يجمع بين تقليل توليد الحرارة والمتانة العالية. وأشار فريق البحث إلى أن هذا الأمر لا يمكن تحقيقه باستخدام آليات التبديل التقليدية على مستوى البيكو ثانية.

علاوة على ذلك، أثبت فريق البحث أيضًا إمكانية تحقيق تبديل مماثل باستخدام نبضات تيار ضوئي تبلغ 60 بيكو ثانية ناتجة عن الجمع بين ليزر يعمل في نطاق الاتصالات السلكية واللاسلكية ومحول كهروضوئي. وهذا يتوافق مع عرض أساسي لـ "التحويل الكهروضوئي السبينتروني" (spintronic photoelectric conversion)، أي تحويل الإشارة الضوئية إلى إشارة كهربائية وربطها مباشرة بعملية الكتابة في ذاكرة غير متطايرة. لمزيد من التفاصيل، يمكن الاطلاع على النص الأصلي للبحث.

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com