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超快速磁交换可以改变光纤通信并扩展互联网的容量

时间：2021-10-09 17:52:03 来源：

CRANN和Trinity物理学院的研究人员发现，一种新材料可以充当超快速磁性开关。

当受到连续的超短激光脉冲的撞击时，它会显示出“切换”，这可能会使全球光纤电缆网络的容量增加一个数量级。

扩大互联网容量

在两个状态（0和1）之间切换是数字技术的基础，也是Internet的基础。我们下载的所有数据中的绝大多数都通过光纤网络磁性存储在世界各地的大型数据中心中。

互联网进一步发展的障碍有三方面，特别是处理或存储我们的数据的半导体或磁性开关的速度和能耗以及光纤网络处理数据的能力。

CRANN和都柏林三一学院的物理学院的研究人员发现，一种新材料可以充当超快的磁性开关。

利用激光在锰，钌和镓的合金镜面膜上（称为MRG）发现超快速触发开关的新发现可以解决所有这三个问题。

灯光不仅在速度方面提供了很大的优势，而且磁性开关不需要电源即可维持其状态。更重要的是，它们现在为现有光纤网络的快速时域多路复用提供了前景，这可能使其能够处理十倍的数据。

磁开关背后的科学

Trinity纳米科学研究中心CRANN的光子实验室工作，Chandrima Banerjee博士和Jean Besbas博士使用持续仅一百飞秒（十分之一秒）的超快激光脉冲来切换薄膜的磁化强度。 MRG来回。磁化方向可以指向或指向薄膜。

随着每个连续的激光脉冲，它突然翻转方向。人们认为每个脉冲会瞬间将MRG中的电子加热约1000度，从而导致其磁化强度发生翻转。MRG的超快速切换开关的发现刚刚在国际领先的自然通讯杂志上发表。

三一大学物理学院“磁性与自旋电子小组”高级研究员Karsten Rode博士表示，这项发现标志着一个激动人心的新研究方向的开始。

罗德博士说：

“我们有很多工作要做，以完全了解飞秒时间尺度上远未达到平衡的固体中原子和电子的行为。特别是，在遵循表示必须保持角动量的物理学基本定律的同时，磁场如何如此迅速地变化？

“按照我们的自旋电子学团队的精神，我们现在将从MRG和其他材料的新脉冲激光实验中收集数据，以更好地了解这些动力学并将超快速光学响应与电子传输联系起来。我们计划使用超快电子脉冲进行实验，以测试切换开关的起源纯粹是热学的假设。”

明年，钱德里玛将继续在以色列海法大学继续她的工作，该小组可以产生更短的激光脉冲。由Karsten领导的Trinity研究人员与荷兰，法国，挪威和瑞士的合作者一起计划了一个新的联合项目，旨在证明光纤通道的超快速，时域多路复用的概念。

参考：C. Banerjee，N。Teichert，KE Siewierska，Z。Gercsi，GYP Atcheson，P。Stamenov，K。Rode，JMD Coey和J. Besbas撰写的“单脉冲全光磁化不带toggle的磁化Mn2RuxGa中的g” ，2020年9月7日，自然通讯。DOI：
10.1038 / s41467-020-18340-9

使这项发现成为可能的工作得到了爱尔兰科学基金会，爱尔兰研究委员会和欧洲委员会的支持。

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