_ Antiferomagneții sunt potriviți pentru transportul spin undele pe distanțe lungi, studiul constată

Mai mici, mai rapide, mai puternice: cerințele pentru dispozitivele microelectronice sunt mari și sunt în continuă creștere. Cu toate acestea, dacă cipurile, procesoarele și altele asemenea se bazează pe electricitate, există limite ale miniaturizării. Prin urmare, fizicienii lucrează la modalități alternative de transport a informațiilor, cum ar fi undele de spin cuantificate, numite și magnoni, de exemplu.

Avantajul ar fi că au pierderi foarte mici de energie și, prin urmare, se pot răspândi pe distanțe lungi. Cu toate acestea, undele de spin nu se formează în orice material, au nevoie de anumite proprietăți pentru a face acest lucru. Hematitul, de exemplu, componenta principală a ruginii, oferă aceste proprietăți.

Noua clasă de materiale pentru transportul undelor de spin

Într-un proiect UE împreună cu Universitatea Paris-Saclay, Universitatea din Shanghai și Université Grenoble Alpes, fizicienii de la Universitatea Johannes Gutenberg din Mainz (JGU) au reușit acum să dezvolte o clasă complet nouă de materiale pentru transportul undelor de spin: antiferomagneți cu momente magnetice înclinate.

„Aceste materiale au potențialul pentru a crește viteza de calcul în mod semnificativ în comparație cu dispozitivele existente și, în același timp, pentru a reduce considerabil căldura reziduală”, a spus Felix Fuhrmann de la Universitatea Mainz. În antiferomagneți, undele de spin și, prin urmare, informațiile stocate în ele pot fi transportate pe distanțe lungi — este posibilă o distanță de aproximativ 500 de nanometri.

Poate că nu sună prea mult, dar tranzistorii din cipuri de astăzi sunt de obicei, doar aproximativ șapte nanometri, astfel încât gama undelor de spin este semnificativ mai mare decât distanța necesară. "Transportul de informații pe distanțe lungi este crucial pentru o aplicație în dispozitivele microelectronice. Cu antiferomagneții, am găsit o clasă de materiale care oferă această proprietate importantă și, astfel, deschide un bazin mare de materiale care pot fi utilizate pentru dispozitive", a spus. Fuhrmann.

Un câmp magnetic extern ca activator

Oamenii de știință au examinat oxidul de fier de ytriu antiferromagnet inclinat, YFeO3. Întrucât structura sa cristalină diferă fundamental de cea a hematitei consacrate, cercetătorii s-au întrebat inițial dacă undele de spin se mai pot forma și se pot propaga – și au descoperit că cu siguranță se pot.

Un mic truc face posibilă acest lucru: fizicienii aplică un câmp magnetic extern materialului. „Magnonii sunt o excitație colectivă a momentelor magnetice dintr-un cristal ordonat magnetic. Prin urmare, ei pot fi manipulați de câmpuri magnetice, așa cum am putut să demonstrăm cu succes”, a spus Fuhrmann.

Cercetarea a fost publicată recent în Natură Communications.

(Fluierul)