Международная группа ученых при участии физиков из Российской академии наук создала устройство, которое одновременно является и хранилищем данных, и логическим элементом, обрабатывающим информацию в цифровой форме. В его основе лежит голографическая память с применением магнонных матриц. Магнон — квазичастица, которая возникает в кристаллах и ведет себя как реальная частица. Чтобы «родился» магнон, нужно выстроить спины всех атомов кристалла в одном направлении, а потом отклонить один из них.
По системе начнет распространяться волна, поведение которой будет напоминать поведение свободной частицы. Работа магнонных устройств основана на интерференции спиновых волн — множественных колебаний от собственного вращения атомов в магнитных материалах.
Ученые сконструировали устройство, в основе которого лежит магнонная матрица с микроантеннами, способными улавливать спиновые волны. Спиновые волны подвергаются воздействию магнитного поля, в результате чего получается четкое изображение — голограмма. Для распознавания того или иного образа устройству требуется лишь 100 наносекунд: за это время спиновая волна распространяется и создает интерференционную волну.
Устройство может выступать не только как хранилище данных, но и как логический элемент, способный обрабатывать информацию в цифровой форме. По словам авторов работы, созданная ими система тратит одинаковое время на распознавание всех чисел от 0 до 999 и от 0 до десяти миллионов. Исследователи полагают, что полученные результаты откроют новые перспективы в исследованиях, связанных с развитием голографической памяти. Эта технология обладает значительным потенциалом, так как способна как запоминать, так и считывать огромное количество данных.
Разработана техника передачи информации с помощью спиновых волн вместо оптических лучей для устройств хранения и обработки данных. При этом исследователи воспользовались преимуществами голографии. Группа исследователей из Калифорнийского университета, Инженерного колледжа Борнс в Риверсайде и Российской Академии Наук продемонстрировала новый тип голографического запоминающего устройства, которое обеспечивает беспрецедентные показатели хранения и обработки данных в электронных приборах.
Новый тип устройства памяти использует спиновые волны (магноны) − колебания спинов в магнитных материалах − вместо световых лучей. Спиновые волны обладают серьезными преимуществами, поскольку устройства, их использующие, хорошо совместимы с многими электронными приборами, при этом их длина волн значительно короче световой.
А это позволяет обеспечить большую емкость, доступную для хранения данных, даже для самых миниатюрных электронных устройств.
Экспериментальные результаты, полученные группой исследователей, ясно доказывают возможность применения голографической техники, разработанной для оптических устройств, к магнитным структурам.
Это, в свою очередь, позволяет создать магнонное голографическое запоминающее устройство. В своей работе ученые использовали все преимущества хранения данных на магнитных носителях и одновременно технику передачи информации с помощью волн.
Наши результаты открывают огромные перспективы для исследований, которые могут дать большой толчок дальнейшему развитию устройств для хранения и обработки информации.
− Александр Хитун, профессор Инженерного колледжа в Риверсайде
Статья «Магнонная голографическая память», описывающая открытие группы исследователей, представлена к публикации в журнале Applied Physics Letters, а также доступна онлайн.
Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!
