In high-speed glasvezel, vaak is het zo dat ofwel de bandbreedte van de transmissiemedia de datastroom niet kan bijhouden ofwel de data simpelweg niet snel genoeg kan worden verwerkt. Dan trilt het beeld of wordt de resolutie tijdelijk verkleind, en televisiekijkers moeten het doen met beelden met een lagere resolutie. Spoedig, zo'n lage bandbreedte zou tot het verleden kunnen behoren. Onderzoekers van de Tsjechische Academie van Wetenschappen, samen met hun collega's aan de Universiteit van Mainz, hebben een manier ontdekt om de gegevensverwerkingssnelheid drastisch te verhogen met ongeveer 100 keer tot terahertz-snelheden.

In het algemeen, datageheugen en opslag zijn afhankelijk van het gebruik van ferromagnetische materialen. Echter, deze gaan gepaard met twee nadelen. Eerst, de oppervlaktedichtheid en, dus, de opslagcapaciteit van deze materialen is beperkt omdat ze natuurlijke grenzen bereiken. Dit komt omdat elk stukje informatie wordt opgeslagen in een soort kleine staafmagneet, die elk een nul of een vertegenwoordigt, afhankelijk van de uitlijning. Maar als deze staafmagneten te dicht bij elkaar worden geplaatst, ze beginnen elkaar te beïnvloeden. Het tweede probleem is dat er ook beperkingen zijn aan de snelheden waarmee gegevens naar dit type opslagmedium kunnen worden geschreven. Het is niet mogelijk om sneller te gaan dan gigahertz-snelheden zonder enorm energieverbruik.

Maar dit is niet het geval met antiferromagnetisch geheugen, die met een veel hogere dichtheid kan worden geschreven omdat de staafmagneten altijd afwisselend zijn uitgelijnd, en hebben dus geen effect op elkaar. Dit betekent dat ze aanzienlijk meer gegevens kunnen opslaan en veel hogere schrijfsnelheden mogelijk maken.

Antiferromagnetisch geheugen zorgt voor terahertz-verwerkingssnelheden

"Als u informatie wilt verzenden, zoals bewegende beelden van een voetbalwedstrijd, je stuurt dit in de vorm van licht dat door glasvezelkabels kan worden verzonden, " legde professor Jairo Sinova uit, Hoofd van de Interdisciplinaire Spintronica Onderzoeksgroep (INSPIRE) aan de Johannes Gutenberg Universiteit Mainz. "Omdat dit mogelijk is bij frequenties in het terahertz-bereik, het gebeurt extreem snel. Momenteel, de ontvangstsnelheid moet worden vertraagd om door de computer of televisie te worden verwerkt, omdat deze apparaten gegevens verwerken en opslaan met behulp van op elektriciteit gebaseerde technieken, en de snelheid waarmee deze werken is slechts een paar honderd gigahertz. Ons antiferromagnetische geheugenconcept is nu in staat om rechtstreeks te werken met gegevens die worden verzonden met snelheden in het terahertz-bereik." Dit betekent dat het signaal niet langer door het apparaat hoeft te worden vertraagd. het kan ook met terahertz-snelheden worden verwerkt door de computer of tv.

De wetenschappers voerden het eerste onderzoek in 2014 uit. Ze lieten een elektrische stroom door de antiferromagneten gaan en waren zo in staat om de kleine opslageenheden op de juiste manier uit te lijnen. Oorspronkelijk gebruikten ze hiervoor een kabel, een nogal trage verbindingsmethode. "In plaats van de kabel, we gebruiken nu een korte laserpuls om een ​​elektrische stroom op te wekken. Deze stroom lijnt de staafmagneten uit, met andere woorden, hun draaimomenten, " zei Sinova. In plaats van kabels te gebruiken, het nieuwe geheugen werkt draadloos, en in plaats van gelijkstroom te vereisen, de effecten worden nu gegenereerd met behulp van licht. Dankzij dit, de onderzoekers waren in staat om de snelheden drastisch te verhogen, daarmee voldoen aan de vereisten die nodig zijn om toekomstige gebruikers in staat te stellen trillingsvrij te kijken, ultra-high-definition beelden.