XDA智能手机网 - 第一智能手机评述媒体
科技您的位置:首页 >科技 >

下一代光子存储器件具有光写超快和高能效

发布时间:2019-01-24 10:36:49 来源:

光是最节能的信息传递方式。然而,光线显示出一个很大的局限性:存储起来很困难。事实上,数据中心主要依靠磁性硬盘驱动器。然而,在这些硬盘驱动器中,信息以当前爆炸性的能量成本传输。埃因霍温科技大学光子集成研究所(TU / e)的研究人员开发出一种“混合技术”,展示了轻型和磁性硬盘的优势。超短(飞秒)光脉冲允许数据以快速且高能效的方式直接写入磁存储器中。此外,只要信息被写入(并存储),它就会向前移动,留空空间以填充新数据。本研究发表于Nature Communications承诺在未来的光子集成电路中彻底改变数据存储过程。

数据以“位”的形式存储在硬盘驱动器中,具有北极和南极的微小磁畴。这些极的方向(“磁化”)确定这些位是否包含数字0或1.写入数据是通过“切换”相关位的磁化方向来实现的。

合成ferrimagnets

传统上,当施加外部磁场时发生切换,这将迫使极的方向向上(1)或向下(0)。或者,可以通过应用短(飞秒)激光脉冲来实现切换,这称为全光切换,并且导致更有效和更快速的数据存储。

TU / e应用物理系博士候选人Mark Lalieu:“数据存储的全光交换技术已有十年之久。当在铁磁材料中首次观察到全光学切换时 - 在最有希望的磁存储器件材料中 - 这一研究领域得到了极大的推动。然而,这些材料中的磁化的切换需要多个激光脉冲,因此需要长的数据写入时间。

存储数据的速度要快一千倍

Lalieu在Reinoud Lavrijsen和Bert Koopmans的指导下,能够利用单飞秒激光脉冲实现合成亚铁磁体的全光学切换 - 一种非常适合自旋数据应用的材料系统,从而利用高速数据写入并降低能耗。

那么全光开关与现代磁存储技术相比如何呢?Lalieu:“使用单脉冲全光切换的磁化方向切换大约为皮秒,比现有技术快100到1000倍。此外,存储光学信息在磁性钻头中,它不需要耗能的电子设备,因此它在光子集成电路中的未来应用具有巨大的潜力。“

“动态”数据写作

此外,Lalieu将全光开关与所谓的赛道存储器集成在一起 - 一种磁线,通过该磁线,磁位形式的数据可以使用电流有效地传输。在该系统中,使用光连续写入磁位,并且立即通过电流沿着导线传输磁位,留下空间以清空磁位,从而存储新数据。

Koopmans:“飞行中的这种'在光和磁性赛道之间复制信息,没有任何中间电子步骤,就像是从一个移动的高速列车跳到另一个。从'光子Thalys'到'磁性ICE ',没有任何中间停止。您将了解以这种方式可以实现的速度的大幅提升和能耗的降低。

下一步是什么?该研究在微米线上进行。将来,应该设计更小的纳米级器件,以便更好地集成到芯片上。此外,为了最终整合光子存储器件,纳米结构物理小组目前也忙于研究(磁)数据的读出,这也可以全光学地完成。

热点推荐
随机文章