Физики МГУ придумали, как ускорить память компьютера терагерцовым излучением

Исследователи кафедры общей физики и волновых процессов физического факультета МГУ продемонстрировали метод управления симметрией кристалла сульфида кадмия с помощью терагерцового излучения. Об исследовании сообзает пресс-служба вуза, результаты опубликованы в Physical Review B.

Современная электроника приближается к фундаментальным пределам по скорости и энергоэффективности, поэтому ученые ищут альтернативные технологии для хранения и передачи информации. Одним из перспективных направлений считается магнитная стрейнтроника — технология, которая использует магнитные материалы для записи данных.

Традиционная реализация требует механического контакта между пьезоэлектриком и магнитным материалом, что ограничивает скорость передачи информации частотами в диапазоне гигагерц. «Мы предложили отказаться от пьезоэлектрика и использовать для управления переполяризацией доменов терагерцовое излучение», — объясняет профессор Федор Потемкин, соавторов исследования.

Терагерцовый диапазон включает в себя резонансы молекулярных и атомных колебаний, позволяя напрямую воздействовать на симметрию кристаллов и анизотропию магнитных свойств материала.

В качестве модельного объекта ученые выбрали кристалл сульфида кадмия (CdS). Для наблюдения изменений симметрии использовался оригинальный метод, сочетающий оптическую технику «накачки-зондирования» и генерацию гармоник высокого порядка. Поскольку кристалл CdS обладает центральной симметрией, генерация четных гармоник (второй, четвёртой и т.д.) в нормальных условиях запрещена. Однако под действием терагерцового импульса симметрия нарушалась, и такие гармоники возникали.

В эксперименте на кристалл направлялся терагерцовый импульс, вызывающий временное изменение симметрии. Через заданный интервал времени следовал оптический импульс, инициирующий генерацию гармоник. Полученное излучение регистрировалось спектрометром, а изменяя временную задержку между импульсами, исследователи смогли проследить динамику процесса. Этот подход они назвали спектрохронографией.

Результаты превзошли ожидания: эффективность генерации оказалась в 10 раз выше по сравнению с предыдущими экспериментами. Более того, впервые была зафиксирована одновременная генерация четных гармоник в разных областях кристалла — вторая в зоне прозрачности CdS, а четвёртая — в зоне поглощения, что указывает на принципиально различные механизмы взаимодействия.

Это успешная проба пера, подтверждающая, что мы движемся в верном направлении. Комбинируя поля в разных спектральных диапазонах, можно гибко управлять структурной динамикой и добиваться максимального быстродействия.

Федор Потемкин, соавторов исследования

Преимущества предложенного метода впечатляют: энергозатраты на запись информации составляют всего 10⁻¹⁸ джоулей, технология устойчива к помехам и обеспечивает переключение на временных масштабах порядка пикосекунд — это в тысячу раз быстрее, чем в современной электронике.

Исследование, объединяющее достижения атомной, твердотельной и лазерной физики, открывает путь к созданию сверхбыстрой энергоэффективной электроники, которая может заменить существующие технологии уже в ближайшие годы.


Читать далее:

Ученые в тупике: «Уэбб» засек невозможный свет в галактике

Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу

Миллионы «невидимых» людей: ученые нашли ошибку в оценке населения Земли

На обложке: Изображение от vecstock на Freepik, сведения о лицензии

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Осьминог «обнял» морского оператора: посмотрите на уникальное поведение головоногого
Наука
Посмотрите на туманность, которую создала ракета SpaceX в атмосфере Земли
Космос
Физики опровергли теорию Большого взрыва: как родилась Вселенная на самом деле
Космос
На премии «Оскар» будут фильмы с ИИ: какие правила внедрила академия
Новости
Названы самые уязвимые приложения в России: данные пользователей под угрозой
Новости
Оказалось, что тревожность наследуется: как она закладывается в ДНК
Наука
YouTube обещает автоматически дублировать все видео через пять лет
Новости
В кратер действующего вулкана на Камчатке заглянули с помощью георадара
Наука
Представители OpenAI заявили в суде, что компания могла бы купить Chrome у Google
Новости
Исследователи раскрыли механизм выброса солнечного ветра из корональных дыр
Космос
ИИ за полдня написал работающий эксплойт для критической уязвимости
Новости
Найдена разрушающаяся планета: она теряет массу Эвереста каждые 30,5 часов
Космос
Древний кинжал нашли в Твери: ученые выяснили его возраст
Наука
Редкое астрономическое явление можно увидеть уже в эту пятницу
Космос
Ученые раскрыли, как появились невозможные черные дыры
Космос
Минпромторг закроет параллельный импорт ноутбуков и серверов HP и Fujitsu
Новости
При Трампе пошлины на азиатские солнечные панели выросли до рекордных 3521%
Новости
ИИ помог выиграть 36 млн в лотерею: можно ли это повторить
Новости
Зонд «Люси» сфотографировал астероид необычной формы
Космос
Крупнейшая структура во Вселенной больше и ближе к Земле, показывают гамма-всплески
Космос