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普渡大学正开发可增加1000倍磁记忆速度的光学技术

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普渡大学的设计可以有效降低磁存储设备的能耗和速度

互联网搜索,电子邮件和视频可以大大增加服务器和数据中心的功耗。仅在美国,这些地方的电力消耗占年度电力消耗总量的2%以上。

运行数百万个硬盘的美国数据中心每年使用大约700亿千瓦时的能源。一千瓦时足以为智能手机充电约一年。平均每千瓦时10美分的成本,所有这些电力的年成本约为70亿美元。

现在,普渡大学正在研究一种降低磁存储设备能耗和速度的方法。该方法涉及自旋电子学和光子材料的组合,其中采用超短激光脉冲来产生强磁场以操纵磁性材料的自旋取向。

普渡大学工程学院材料工程和电气与计算机工程教授Ernesto Marinero说:“我们将这两种技术结合起来解决了几十年来一直存在的问题。我们希望找到一种更快速的方法来改变磁化强度。自旋电子纳米级存储器件。“

Manalo曾与普渡大学工程学院的光子学专家和教授Vlad Shalaev和Alexandra Boltasseva合作,开发出一种新的磁光子技术,利用光来控制各种应用的磁化过程,从而产生超快速的可切换器件。

Manalo说:“我们是首批成功开发用于高密度存储器模块的片上纳米磁体的全光切换方法的公司之一。”

这种新兴技术涉及电子波或等离子体的收集,当光照射到纳米级材料(例如可以维持电子波的金属)时触发。这些等离子体在智能选择的光学和磁性材料的界面处产生强烈的超短磁场。

通过改变入射光的特性,产生的磁场的方向被反转,这可以控制磁性材料中的磁取向,这是磁信息存储的关键要求。工程研究生Aveek Dutta的数值模拟预测了诱导等离子体激发引起的大磁场增强。

Purdue团队的方法涉及使用光学力,通过称为局部表面等离子共振的特征耦合,将光耦合到纳米磁体,产生更快的自旋电子开关速度,并可能降低功耗。该光能够切换磁化方向,这是磁存储设备中数字编码信息的关键原理。

Manalo说:“我们相信这种方法可能最终导致内存写入速度比当前速度快1000倍。我们成功的关键是继续开发能够以有效方式与磁体相互作用的材料。” p>