La luz es la forma más eficiente de mover información con eficiencia energética. Sin embargo, la luz muestra una gran limitación: es difícil de almacenar. De hecho, los centros de datos dependen principalmente de discos duros magnéticos. Sin embargo, en estos discos duros,la información se transfiere a un costo de energía que hoy en día está explotando.Los investigadores del Instituto de Integración Fotónica de la Universidad Tecnológica de Eindhoven TU / e han desarrollado una 'tecnología híbrida' que muestra las ventajas de los discos duros tanto magnéticos como ligeros.pulsos de luz cortos femtosegundos permiten que los datos se escriban directamente en una memoria magnética de una manera rápida y altamente eficiente en el consumo de energía. Además, tan pronto como la información se escribe y almacena, avanza dejando espacio para dominios de memoria vacíospara completar con nuevos datos. Esta investigación, publicada en Comunicaciones de la naturaleza , promete revolucionar el proceso de almacenamiento de datos en futuros circuitos integrados fotónicos.
Los datos se almacenan en discos duros en forma de 'bits', pequeños dominios magnéticos con un polo norte y un polo sur. La dirección de estos polos 'magnetización' determina si los bits contienen un 0 digital o un 1.La escritura de los datos se logra 'cambiando' la dirección de la magnetización de los bits asociados.
ferrimagnets sintéticos
Convencionalmente, la conmutación ocurre cuando se aplica un campo magnético externo, lo que forzaría la dirección de los polos hacia arriba 1 o hacia abajo 0. Alternativamente, la conmutación se puede lograr mediante la aplicación de un láser corto femtosegundopulso, que se llama conmutación totalmente óptica, y da como resultado un almacenamiento de datos más eficiente y mucho más rápido.
Mark Lalieu, candidato a doctorado en el Departamento de Física Aplicada de TU / e: 'La conmutación totalmente óptica para el almacenamiento de datos se conoce desde hace aproximadamente una década. Cuando la conmutación totalmente óptica se observó por primera vez en materiales ferromagnéticos, entre los más prometedoresmateriales para dispositivos de memoria magnética: este campo de investigación obtuvo un gran impulso ". Sin embargo, la conmutación de la magnetización en estos materiales requiere múltiples pulsos láser y, por lo tanto, largos tiempos de escritura de datos.
Almacenamiento de datos mil veces más rápido
Lalieu, bajo la guía de Reinoud Lavrijsen y Bert Koopmans, fue capaz de lograr la conmutación totalmente óptica en ferrimagnets sintéticos, un sistema de material muy adecuado para aplicaciones de datos espintrónicos, utilizando pulsos láser de femtosegundos únicos, explotando así la alta velocidad deescritura de datos y consumo reducido de energía.
Entonces, ¿cómo se compara la conmutación totalmente óptica con las tecnologías modernas de almacenamiento magnético? Lalieu: "La conmutación de la dirección de magnetización utilizando la conmutación totalmente óptica de un solo pulso es del orden de los picosegundos, que es de 100 a 1000 veces más rápidode lo que es posible con la tecnología actual. Además, como la información óptica se almacena en bits magnéticos sin la necesidad de dispositivos electrónicos costosos de energía, tiene un enorme potencial para su uso futuro en circuitos fotónicos integrados ".
escritura de datos 'sobre la marcha'
Además, Lalieu integró la conmutación totalmente óptica con la llamada memoria de pista de carreras, un cable magnético a través del cual los datos, en forma de bits magnéticos, se transportan eficientemente utilizando una corriente eléctrica. En este sistema, los bits magnéticos sonescrito continuamente usando luz, e inmediatamente transportado a lo largo del cable por la corriente eléctrica, dejando espacio para vaciar los bits magnéticos y, por lo tanto, nuevos datos para ser almacenados.
Koopmans: "Esta copia 'sobre la marcha' de información entre pistas de carreras ligeras y magnéticas, sin pasos electrónicos intermedios, es como saltar de un tren de alta velocidad en movimiento a otro. De un 'Thalys fotónico' a un 'ICE magnético ', sin paradas intermedias. Comprenderá el enorme aumento de la velocidad y la reducción del consumo de energía que se puede lograr de esta manera ".
¿Qué sigue? Esta investigación se realizó en cables micrométricos. En el futuro, los dispositivos más pequeños en la escala nanométrica deberían diseñarse para una mejor integración en chips. Además, trabajando para la integración final del dispositivo de memoria fotónica, el grupo de Física de Nanoestructura está actualmentetambién ocupado con la investigación sobre la lectura de los datos magnéticos, que también se puede hacer de forma totalmente óptica.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Eindhoven . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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