Ultrasnabb laserdrivet magnetiskt RAM kommer snart!

Forskare har upptäckt en ny mekanism för att ändra det magnetiska tillståndet hos fasta material genom att fokusera en laserstråle. Denna upptäckt förväntas tillämpas på ultrahöghastighets datorminne i framtiden, sa forskarna.
För att beskriva förhållandet mellan det optiska magnetfältets amplitud och frekvens och magnetiska materials energiabsorptionsegenskaper har forskarna noggrant konstruerat en ny ekvation. Fynden publicerades den 3 januari i tidskriften Physical Review Research.
Även om upptäckten är förankrad inom området "magneto-optik", representerar den ett helt nytt genombrott, eftersom forskare tidigare var omedvetna om hur den magnetiska komponenten i snabbt oscillerande ljusvågor kunde styra magneter.
I datorminne magnetiseras miniatyrelektromagneter av en spänning, vilket skapar ett "på" eller "av" binärt tillstånd som kodar data för processorn att läsa och omtolka som en 1 eller 0.
Den vanligaste formen av beräkningsminne, såsom dynamiskt random access memory (DRAM) i bärbara datorer eller mobiltelefoner, är instabilt och förlorar data när strömmen stängs av, men har enkel design, tillverkad av vanliga material, har ett lågt fel hastighet och är lätt att upptäcka och reparera.
Den nya upptäckten är enligt uppgift en bättre passform med magnetoresistivt random access memory (MRAM), en typ av icke-flyktigt minne som är vanligare i rymdfarkoster samt militära och andra industriella tillämpningar.
Lite är känt om interaktionerna mellan magnetiska material och strålning när de befinner sig i ett tillstånd av icke-jämvikt, ett område som är sammanflätat med kvantmekanikens konstiga lagar, som används för att bygga kvantdatorer.
"Vi har en mycket grundläggande ekvation för att beskriva denna interaktion. Detta har fått oss att ta en ny titt på optomagnetisk inspelning och har lett oss mot att göra täta, energieffektiva och ekonomiska optomagnetiska lagringsenheter, även om sådana enheter inte gör det. finns för närvarande." sa Capua.
Tidigare försök att använda den magnetiska komponenten i ljusstrålar för att vända magnetiska borrar på detta sätt har inte varit särskilt framgångsrika, enligt Capua. Han tror dock att de nya ekvationerna kommer att hjälpa forskare att framgångsrikt integrera denna mekanism.
Han förutspår vidare att den här tekniken i en avlägsen framtid kan göra det möjligt för MRAM-komponenter att vara snabbare och effektivare än nuvarande toppmoderna RAM-celler.
Teknikens optiska cykeltid (dvs. tiden det tar för en optisk elektromagnetisk våg att sluta svänga) kan vara en miljon gånger snabbare än konventionellt minne. Elektrisk cykeltid löper på nanosekundskalan (1 sekund är 1 miljard nanosekunder), medan en typisk ljusstråle går på pikosekundskalan (1 sekund är 1 biljon pikosekunder).
Det finns också potential för framtida tillämpningar av denna teknik på kvantminne i kvantdatorer, där en ljusstråle kan fixera en magnetisk bit i ett tillstånd som varken är 0 eller 1, utan en överlagring av de två tillstånden, precis som en kvantbit i en kvantdator. Även om detta fortfarande är ett avlägset mål inom nuvarande precisionsteknik, tror Capua att hans teams upptäckt kan bana väg för framtida tillämpningar av denna teknik.
Tekniken skulle också kunna leda till bättre kontroll över strålens intensitet och varaktighet och dess effekt på lagringssystemet, vilket leder till energibesparingar i digitala lagringssystem. "Genom att justera ljusstrålens varaktighet och energi kan skriveffekten minskas. Uppenbarligen, när enheten är inaktiv, eftersom magnetminnet är icke-flyktigt, förbrukar det ingen energi."