UC San Diego’dan manyetik belleği ışıkla hızlandıracak yöntem

ABD’deki Kaliforniya Üniversitesi San Diego (UC San Diego) araştırmacıları, manyetik verilerin yazılma biçimini değiştirebilecek bir yöntem geliştirdi. Ekip, harici manyetik alan kullanmak yerine özel olarak şekillendirilmiş ve küçültülmüş lazer ışınıyla platin-kobalt tabakalı bir malzemenin manyetik durumunu değiştirmeyi başardı.

Nature Communications dergisinde 15 Eylül 2026’da yayımlanan çalışma, 25 Eylül 2026’da üniversite tarafından duyuruldu. Araştırmacılar, ışıkla manyetik anahtarlamanın geleneksel manyetik alan temelli yöntemlerden bin kattan fazla hızlı olabileceğini belirtiyor. Ancak bu ifade mevcut bilgisayarların hızının bin kat arttığı anlamına gelmiyor; sonuç, yöntemin gelecekteki potansiyeline ilişkin bir değerlendirmeyi ifade ediyor.

VERİLER MANYETİK DURUMLARLA KAYDEDİLİYOR

Manyetik depolama sistemlerinde dijital veriler, çok küçük manyetik bölgelerin farklı yönlerde hizalanmasıyla temsil ediliyor. Bu yönler, bilgisayarların kullandığı 0 ve 1 değerlerine karşılık geliyor. Yeni veri yazılması gerektiğinde söz konusu manyetik bölgelerin durumu değiştiriliyor.

Geleneksel sistemlerde bu değişim çoğunlukla harici manyetik alanlar kullanılarak gerçekleştiriliyor. UC San Diego ekibi ise manyetik bilgiyi değiştirmek için ışığın enerjisinden yararlandı. Böylece anahtarlama işleminin daha hızlı gerçekleştirilebilmesi ve ışığın daha küçük bir alana yoğunlaştırılmasıyla daha yoğun veri depolama seçeneklerinin araştırılması hedefleniyor.

ÖZEL ŞEKİLLENDİRİLMİŞ LAZER KULLANILDI

Çalışmada kullanılan yöntem, yalnızca daha güçlü bir lazer ışını üretmeye dayanmıyor. Araştırmacılar, femtosaniye lazerden gelen ışının hem biçimini hem de odaklandığı alanı optik bir sistemle yeniden tasarladı. Bu sayede enerji, manyetik malzemenin çok küçük bir bölgesine yönlendirildi.

Deneylerde ilk lazer darbeleri, malzemenin küçük bir bölümünü ısıtarak manyetik yönelimin tersine çevrilmesini sağladı. Sonraki darbeler ise değişen manyetik bölgenin genişlemesine yardımcı oldu. Araştırmacılar, ışının dağılımını ve odaklanmasını kontrol ederek manyetik anahtarlamayı daha önce gerekli olduğu düşünülen belirli bir polarizasyon koşuluna bağlı olmaktan çıkardı.

DOKUZ TEKRARLI PLATİN-KOBALT YAPIDA BAŞARILI OLDU

Ekibin önemli sonuçlarından biri, yöntemin daha kalın bir manyetik yapı üzerinde çalıştırılması oldu. Deneylerde, platin ve kobaltın dönüşümlü olarak yer aldığı dokuz tekrarlı çok katmanlı yapı kullanıldı.

Daha önceki çalışmalar, ışıkla manyetik anahtarlamanın genellikle üç manyetik katmanı aşmayan ince yapılarda gerçekleştirilebildiğini göstermişti. Malzeme kalınlığının artırılması, optik anahtarlamayı zorlaştıran bir sınırlama olarak değerlendiriliyordu. UC San Diego çalışması, ışığın şekillendirilmesiyle bu sınırın aşılabileceğini ortaya koydu.

DAHA HIZLI VE YOĞUN BELLEK İÇİN POTANSİYEL

Araştırmacıların değerlendirmesine göre ışık temelli anahtarlama, manyetik alan kullanan tekniklere kıyasla 1.000 kattan fazla hız potansiyeli taşıyor. Işık enerjisinin çok kısa sürelerde iletilebilmesi, manyetik verilerin yazılma süresinin azaltılması açısından önem taşıyor.

Lazer ışınının daha küçük bir alana yoğunlaştırılabilmesi de aynı yüzeyde daha fazla manyetik bölgenin kontrol edilmesine katkı sağlayabilir. Bu durum, gelecekte daha yüksek veri yoğunluğuna sahip depolama sistemleri ve daha küçük bellek bileşenleri geliştirilmesi için araştırma imkânı sunuyor.

Bununla birlikte çalışma, ticari bir depolama ürününün geliştirildiğini göstermiyor. Deneylerde kullanılan özel ultrahızlı lazerin bilgisayar çiplerine doğrudan yerleştirilebilmesi için optik sistemlerin küçültülmesi ve elektronik bileşenlerle uyumlu hâle getirilmesi gerekiyor.

GÜNLÜK BİLGİSAYARLARA UYGULANMASI İÇİN ENGELLER VAR

Yeni yöntemin önündeki en önemli teknik sorunlardan biri, deneylerde kullanılan lazer kaynağının mevcut bilgisayar çiplerine kolayca entegre edilememesi. Bu nedenle araştırmacılar iki farklı yaklaşım üzerinde duruyor: Manyetik malzemeleri daha kolay entegre edilebilen lazerlerle çalışacak şekilde geliştirmek veya mevcut ışık kaynağını çip üzerinde kullanılabilecek kadar küçültmek.

Ayrıca bir laboratuvar deneyinin ticari bellek sistemine dönüşmesi için dayanıklılık, üretim süreci, enerji tüketimi, veri yazma hataları ve uzun süreli çalışma gibi başlıkların da incelenmesi gerekiyor. Mevcut çalışma bu konularda ticari ürün düzeyinde sonuçlar sunmuyor.

ARAŞTIRMACILAR IŞIN BOYUTUNU DAHA DA KÜÇÜLTMEK İSTİYOR

UC San Diego ekibi, sonraki aşamada lazer ışınının etki alanını birkaç yüz nanometre seviyesine kadar küçültmeyi ve ışığı daha dar alanlarda sınırlayabilecek optik yapıları araştırmayı planlıyor. Amaç, şekillendirilmiş ışığın manyetik malzemeleri daha küçük ölçeklerde nasıl kontrol ettiğini anlamak.

Çalışma, manyetik bellek için yeni bir malzeme üretmek yerine ışığın biçimini değiştirerek anahtarlama davranışını kontrol etmeye odaklanıyor. Bu nedenle sonuçlar, doğrudan piyasaya çıkmış bir bilgisayar teknolojisinden çok, daha hızlı ve yoğun veri depolama sistemleri için yürütülen temel araştırmalarda önemli bir adım olarak değerlendiriliyor.