Approaching The Terahertz Regime: Room Temperature Quantum Magnets Switch States Trillions Of Times Per Second

افلاطون کے ذریعہ دوبارہ شائع کیا گیا۔

فالونگ: 0

ہوم پیج (-) > پریس > terahertz رجیم کے قریب پہنچنا: کمرے کے درجہ حرارت کوانٹم میگنےٹ فی سیکنڈ ٹریلین بار اسٹیٹس کو سوئچ کرتے ہیں

اینٹی فیرو میگنیٹک جنکشن کی ہائی ریزولوشن ٹرانسمیشن الیکٹران مائیکروسکوپی امیج جس میں مختلف مواد کی پرتیں (بائیں) دکھائی دیتی ہیں۔ خاکہ مواد کی مقناطیسی خصوصیات (دائیں) دکھا رہا ہے۔ کریڈٹ
©2023 Nakatsuji et al.

خلاصہ:
غیر متزلزل میموری آلات کی ایک کلاس، جسے MRAM کہا جاتا ہے، جو کوانٹم مقناطیسی مواد پر مبنی ہے، موجودہ جدید ترین میموری آلات سے زیادہ ہزار گنا کارکردگی پیش کر سکتا ہے۔ antiferromagnets کے طور پر جانا جاتا مواد پہلے مستحکم میموری کی حالتوں کو ذخیرہ کرنے کے لئے دکھایا گیا تھا، لیکن ان سے پڑھنا مشکل تھا. یہ نیا مطالعہ میموری کی حالتوں کو پڑھنے کے لیے ایک موثر طریقہ تیار کرتا ہے، جس میں ناقابل یقین حد تک تیزی سے ایسا کرنے کی صلاحیت بھی موجود ہے۔

terahertz رجیم کے قریب پہنچنا: کمرے کے درجہ حرارت کوانٹم میگنےٹ فی سیکنڈ ٹریلین بار اسٹیٹس کو سوئچ کرتے ہیں

ٹوکیو، جاپان | 20 جنوری 2023 کو پوسٹ کیا گیا۔

آپ شاید ایک سیکنڈ میں تقریباً چار بار پلکیں جھپک سکتے ہیں۔ آپ کہہ سکتے ہیں کہ پلک جھپکنے کی یہ فریکوئنسی 4 ہرٹز (سائیکل فی سیکنڈ) ہے۔ تصور کریں کہ ایک سیکنڈ میں 1 بلین بار پلک جھپکنے کی کوشش کرنا، یا 1 گیگاہرٹز پر، یہ ایک انسان کے لیے جسمانی طور پر ناممکن ہوگا۔ لیکن یہ طول و عرض کی موجودہ ترتیب ہے جس میں عصری اعلیٰ درجے کے ڈیجیٹل آلات، جیسے مقناطیسی میموری، اپنی حالتوں کو تبدیل کرتے ہیں جیسا کہ آپریشن انجام دیا جاتا ہے۔ اور بہت سے لوگ سرحد کو ایک ہزار گنا آگے بڑھانا چاہتے ہیں، ایک ٹریلین بار ایک سیکنڈ، یا terahertz کی حکومت میں۔

تیز رفتار میموری آلات کو سمجھنے میں رکاوٹ استعمال شدہ مواد ہو سکتا ہے۔ موجودہ تیز رفتار MRAM چپس، جو ابھی تک آپ کے گھر کے کمپیوٹر میں ظاہر ہونے کے لیے اتنی عام نہیں ہیں، عام مقناطیسی، یا فیرو میگنیٹک، مواد کا استعمال کرتی ہیں۔ یہ ایک تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے پڑھے جاتے ہیں جسے ٹنلنگ میگنیٹورسسٹینس کہتے ہیں۔ اس کے لیے فیرو میگنیٹک مواد کے مقناطیسی اجزاء کو متوازی انتظامات میں قطار میں کھڑا کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ تاہم، یہ انتظام ایک مضبوط مقناطیسی میدان بناتا ہے جو اس رفتار کو محدود کرتا ہے جس سے میموری کو پڑھا یا لکھا جا سکتا ہے۔

"ہم نے ایک تجرباتی پیش رفت کی ہے جو اس حد سے تجاوز کر گئی ہے، اور یہ ایک مختلف قسم کے مواد، antiferromagnets کی بدولت ہے"، ٹوکیو یونیورسٹی کے شعبہ طبیعیات سے تعلق رکھنے والے پروفیسر سترو نکاتسوجی نے کہا۔ "Antiferromagnets بہت سے طریقوں سے عام میگنےٹ سے مختلف ہوتے ہیں، لیکن خاص طور پر، ہم انہیں متوازی لائنوں کے علاوہ دیگر طریقوں سے ترتیب دے سکتے ہیں۔ اس کا مطلب ہے کہ ہم مقناطیسی میدان کی نفی کر سکتے ہیں جو متوازی انتظامات کے نتیجے میں ہو گا۔ یہ خیال کیا جاتا ہے کہ فیرو میگنیٹس کی میگنیٹائزیشن ٹنلنگ مقناطیسی مزاحمت کو میموری سے پڑھنے کے لیے ضروری ہے۔ حیرت انگیز طور پر، تاہم، ہم نے محسوس کیا کہ یہ ایک خاص طبقے کے اینٹی فیرو میگنیٹس کے لیے بغیر میگنیٹائزیشن کے بھی ممکن ہے، اور امید ہے کہ یہ بہت زیادہ رفتار سے کارکردگی کا مظاہرہ کر سکتا ہے۔"

Nakatsuji اور ان کی ٹیم کا خیال ہے کہ terahertz کی حد میں رفتار کو تبدیل کرنا قابل حصول ہے، اور یہ کمرے کے درجہ حرارت پر بھی ممکن ہے، جب کہ پچھلی کوششوں کے لیے بہت زیادہ ٹھنڈا درجہ حرارت درکار تھا اور اس طرح کے امید افزا نتائج برآمد نہیں ہوئے۔ اگرچہ، اس کے خیال کو بہتر بنانے کے لیے، ٹیم کو اپنے آلات کو بہتر بنانے کی ضرورت ہے، اور ان کے بنانے کے طریقے کو بہتر بنانا اہم ہے۔

"اگرچہ ہمارے مواد کے جوہری اجزاء کافی واقف ہیں - مینگنیج، میگنیشیم، ٹن، آکسیجن، اور اسی طرح - جس طرح سے ہم ان کو ایک قابل استعمال میموری جزو بنانے کے لئے جوڑتے ہیں وہ ناول اور ناواقف ہے،" محقق Xianzhe Chen نے کہا۔ "ہم ایک ویکیوم میں کرسٹل اگاتے ہیں، ناقابل یقین حد تک باریک تہوں میں دو عملوں کا استعمال کرتے ہوئے جنہیں مالیکیولر بیم ایپیٹیکسی اور میگنیٹران سپٹرنگ کہتے ہیں۔ ویکیوم جتنا زیادہ ہوگا، ہم اتنے ہی خالص نمونے اگ سکتے ہیں۔ یہ ایک انتہائی چیلنجنگ طریقہ کار ہے اور اگر ہم اسے بہتر بناتے ہیں تو ہم اپنی زندگیوں کو آسان بنائیں گے اور مزید موثر آلات بھی تیار کریں گے۔

یہ اینٹی فیرو میگنیٹک میموری ڈیوائسز ایک کوانٹم رجحان کا استحصال کرتے ہیں جسے الجھنا یا فاصلے پر تعامل کہا جاتا ہے۔ لیکن اس کے باوجود اس تحقیق کا براہ راست تعلق کوانٹم کمپیوٹنگ کے بڑھتے ہوئے مشہور شعبے سے نہیں ہے۔ تاہم، محققین کا خیال ہے کہ الیکٹرانک کمپیوٹنگ کے موجودہ نمونے اور کوانٹم کمپیوٹرز کے ابھرتے ہوئے میدان کے درمیان ایک پل بنانے کے لیے اس طرح کی پیش رفت مفید یا ضروری بھی ہو سکتی ہے۔

فنڈ:
اس کام کو جزوی طور پر JST-Mirai پروگرام (نمبر JPMJMI20A1)، ST-CREST پروگرام (ns. JPMJCR18T3، JST-PRESTO اور JPMJPR20L7) اور JSPS KAKENHI (نمبر 21H04437 اور 22H00290) سے تعاون حاصل تھا۔

####

ٹوکیو یونیورسٹی کے بارے میں
ٹوکیو یونیورسٹی جاپان کی معروف یونیورسٹی اور دنیا کی اعلیٰ تحقیقی یونیورسٹیوں میں سے ایک ہے۔ تقریباً 6,000 محققین کی وسیع تحقیقی پیداوار آرٹس اور سائنسز کے دنیا کے اعلیٰ جرائد میں شائع ہوتی ہے۔ تقریباً 15,000 انڈر گریجویٹ اور 15,000 گریجویٹ طلباء پر مشتمل ہماری متحرک طلباء تنظیم میں 4,000 بین الاقوامی طلباء شامل ہیں۔ www.u-tokyo.ac.jp/en/ پر مزید معلومات حاصل کریں یا ٹویٹر پر @UTokyo_News_en پر ہمیں فالو کریں۔

مزید معلومات کے لئے، براہ مہربانی کلک کریں یہاں

رابطے:
میڈیا سے رابطہ

روہن مہرہ
ٹوکیو یونیورسٹی
ماہر رابطہ

پروفیسر ستارو نکاتسوجی
ٹوکیو یونیورسٹی

کاپی رائٹ © ٹوکیو یونیورسٹی

اگر آپ کے پاس کوئی تبصرہ ہے، تو براہ مہربانی رابطہ کریں ہم سے.

خبروں کی ریلیز جاری کرنے والے، نہ کہ 7th Wave, Inc. یا Nanotechnology Now، مواد کی درستگی کے لیے مکمل طور پر ذمہ دار ہیں۔

بک مارک: