Memòria fotònica.

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/news/2018/scientistsca.gif

La llum és la forma més eficient d'energia per transmetre i rebre dades, però la llum, mostra una gran limitació: és difícil d'emmagatzemar. De fet, els centres de dades, principalment es basen en discs durs magnètics. No obstant això, en aquests discs durs, la informació es transfereix a un gran cost energètic. Per això, investigadors de l'Institut d'Integració Fotònica de la Universitat de Tecnologia d'Eindhoven (TU / e) han desenvolupat una "tecnologia híbrida" que presenta avantatges de discs durs de llum i magnètics.

Els polsos de llum ultraviolats (en intèrvals de temps de femtosegons) permeten que les dades es puguin escriure directament en una memòria magnètica d'una manera ràpida i  eficient. A més, tan aviat com la informació està escrita (i emmagatzemada), es desplaça deixant espai per buidar els dominis de la memòria i així, poder emmagatzmemar noves dades. Aquesta investigació, publicada a Nature Communications, es compromet a revolucionar el procés d'emmagatzematge de dades en futurs circuits integrats fotònics

Les dades s'emmagatzemen en discs durs en forma de "bits", diminuts dominis magnètics amb un pol nord i un pol sud. La direcció d'aquests pols ('magnetització') determina si els bits contenen un dígit 0 o un 1. Escriure les dades, s'aconsegueix mitjançant 'canviar' la direcció de la magnetització dels bits associats.

Ferrimagnets sintètics

         https://news.mit.edu/sites/mit.edu.newsoffice/files/styles/
         news_article_image_top_slideshow/public/images/2017/MIT-FastLight-Emit-
         1_0.jpg?itok=Jgamkhkw

De forma convencional, la commutació es produeix quan s'aplica un camp magnètic extern, que força la direcció dels pols cap amunt (1) o cap avall (0). Alternativament, la commutació es pot aconseguir mitjançant l'aplicació d'un curt pols làser (de l'ordre de femtosegons), que es denomina commutació tot-òptica, i es tradueix en un emmagatzematge de dades més eficient i molt més ràpid.

La  commutació totalment òptica per a l'emmagatzematge de dades ha estat coneguda durant aproximadament una dècada. Quan es va observar la commutació totalment òptica en materials ferromagnètics -amb  prometedors materials per a dispositius de memòria magnètica- aquest camp d'investigació va guanyar un gran impuls. Tanmateix, la commutació de la magnetització en aquests materials requereix de múltiples polsos làser i, per tant, llargs temps d'escriptura de dades.

Emmagatzematge de dades mil vegades més ràpid.

Lalieu, sota la direcció de Reinoud Lavrijsen i Bert Koopmans, va aconseguir  un canvi del conjunt òptic en ferrimagnets sintètics, un sistema material molt adequat per a aplicacions de dades espintroniques, utilitzant polsos làser individuals de femtosegons, fent possible l'alta velocitat de l'escriptura de dades i reduint el consum d'energia.

Els bits magnètics (1 i 0) estan escrits per pulsacions de làser (polsos vermells, costat esquerre), i les dades es transporten al llarg de la pista cap a l'altre costat (fletxes negres). En el futur, les dades també podran llegir-se òpticament (polsos vermells, costat dret). Font: Universitat de Tecnologia Eindhoven

Llavors, com funciona la commutació all-optical en comparació amb les tecnologies modernes d'emmagatzematge magnètic? 

La commutació de la direcció de magnetització mitjançant la commutació all-optical d'un únic pols, és en ordre de picosegons, que és d'aproximadament 100 a 1000 vegades més ràpida que la que és possible amb la tecnologia d'avui. A més, a mesura que s'emmagatzema la informació òptica en bits magnètics sense necessitat d'una electrònica costosa d'energia, té un enorme potencial per a l'ús futur en circuits integrats fotònics ".

'Writing on-the-fly' de dades

A més, es  van integrar tots els commutadors òptics amb un cable magnètic a través del qual les dades, en forma de bits magnètics, es transporten de forma eficient mitjançant un corrent elèctric. En aquest sistema, els bits magnètics són escrits contínuament amb llum, i es transporten immediatament al llarg del cable per la corrent elèctrica, deixant espai per buidar els bits magnètics i, per tant, noves dades a emmagatzemar.

Aquesta investigació es va realitzar en cables micromètrics. En el futur, els dispositius més petits a escala nanomètrica, s'han de dissenyar per a una millor integració en els xips. A més, treballant per a la integració final del dispositiu de memòria fotònica, el grup Física del Nanostructura també s'està dedicant amb la investigació sobre la lectura de les dades (magnètiques), que es pot fer de manera totalment òptica,

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/csz/news/800/2019/nextgenerati.jpg

Font: Universitat de Tecnologia Eindhoven