Krystal Kasal tərəfindən , Phys.org

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kiral antiferromaqnit vəziyyətinin altmış pikosaniyəlik fotocərəyan impuls keçidi. Kredit: Science (2026). DOI: 10.1126/science.adt3136

Süni intellekt və IoT kimi texnologiyalar daha çox yayıldıqca və tədqiqatçılar buna uyğunlaşa biləcək aparat təminatı hazırlamaq üçün çox çalışdıqca müasir enerji tələbatı artır. İndi Tokio Universitetinin tədqiqatçılarından ibarət bir qrup, Science jurnalında dərc olunmuş məqalədə təsvir edilən və tezliklə yüksək enerji tələb edən texnologiyalar üçün enerji istehlakını əhəmiyyətli dərəcədə azalda biləcək ultra sürətli və enerjiyə qənaət edən uçucu olmayan kommutasiya cihazı hazırlayıb.

Ultra sürətli, aşağı güclü kommutasiya cihazlarına ehtiyac

Hazırda məlumatların emalı arxitekturaları üçün əksər dəyişkən olmayan kommutasiya cihazlarının işləmə sürəti nanosaniyə diapazonundadır. Bununla belə, giqahers diapazonunda işləyən müasir mərkəzi emal qurğuları (CPU) üçün daha yüksək sürətlər tələb olunur.

5 GHz-də tək bir dövr cəmi 200 pikosaniyə davam edir. Əgər kommutasiya cihazı bir nanosaniyədə (1000 pikosaniyə) açılıb-söndürülərsə, o, bir neçə saat dövrəsini qaçırır və bu da prosessorun tam gücdə fasiləsiz işləməsinə mane olan böyük bir maneə yaradır. Elektron maneələri aradan qaldırmaq üçün optik qarşılıqlı əlaqələr araşdırılır, lakin daha səmərəli optik-elektrik (O/E) çevrilməsinə hələ də ehtiyac var.

Yeni tədqiqatın müəllifləri bildirirlər ki, ” Elektron inteqral sxemlər (bir neçə giqahersə qədər bant genişliyi) və fotonik inteqral sxemlər (təxminən 100 GHz-ə qədər bant genişliyi) üçün mövcud olan bant genişliyi arasındakı artan boşluğu doldurmaq üçün yüksək səmərəli optik-elektrik (O/E) çevirmə texnologiyasının hazırlanması vacibdir”.

Ferromaqnit və ferrimaqnit cihazları pikosaniyəli kommutasiyaya nail olub, lakin çoxlu enerji tələb edir və tez qızır. Digər tərəfdən, antiferromaqnitlər demaqnitləşmə tələb etmədikləri üçün daha az istilik istehsalı ilə ultrasürətli, aşağı güclü kommutasiya üçün perspektivli olduğunu göstəriblər. Beləliklə, növbəti addım çox ehtiyac duyulan aşağı güclü, ultrasürətli kommutasiya cihazı hazırlamaq üçün antiferromaqnitlərdə pikosaniyəli diapazonlu elektrik kommutasiyasını nümayiş etdirmək idi.

Həddindən artıq qızmadan pikosaniyə rejiminə keçmək

_{Yeni tədqiqatda iştirak edən komanda, kiral antiferromaqnit ( Mn3Sn} ) və ağır metal tantal təbəqələrindən istifadə edərək cəmi 40 pikosaniyə ərzində vəziyyətləri dəyişən bir cihaz hazırlamağı bacardı . Yeni cihazda enerji istehlakı oxşar sürətlərə nail olan ferromaqnit cihazlardakından bir neçə dəfə aşağıdır. Hətta ^10-11 dövrədən çox müddətdə cihazı sınaqdan keçirən təcrübələr minimal istilik və yüksək davamlılıq göstərdi. Açar həmçinin fotonik və elektron dövrələr arasındakı boşluğu aradan qaldıraraq səmərəli O/E çevrilməsini nümayiş etdirdi.

Tədqiqat müəllifləri yazır ki, “Bütün bu xüsusiyyətlərlə antiferromaqnit kommutasiya cihazı, fotocərəyanları səmərəli şəkildə yaradan fotodiodla birlikdə ultra aşağı güclü O/E çevrilməsini təmin edir. Beləliklə, işimiz yeni nəsil informasiya və kommunikasiya texnologiyaları üçün telekommunikasiya dalğa uzunluqlarında enerjiyə qənaət edən O/E çevrilməsindən istifadə edən inteqrasiya olunmuş fotonik-spintronik cihazların inkişafına töhfə verə bilər”.

Əlbəttə ki, miqyaslanma və kommersiya sistemlərinə inteqrasiya mümkün olmazdan əvvəl görüləsi daha çox iş var. Bununla belə, yeni cihaz nəticədə daha sürətli, daha yaşıl kompüterlərə və rabitə şəbəkələrinə gətirib çıxara bilər və getdikcə daha çox yayılmış məlumat intensivliyi olan texnologiyaların enerji izini azaltmağa kömək edə bilər.

Müəllifimiz Krystal Kasal tərəfindən sizin üçün yazılmış, Qeby Clark tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş — bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .