Революция в обработката на информация: Нов метод за спинови вълноводи!

Революция в обработката на информация: Нов метод за спинови вълноводи!

Екип от университетите в Мюнстер и Хайделберг разработи новаторски метод за производство на спинови вълноводи. Под ръководството на физика проф. д-р Рудолф Братшич, проектът има за цел да намери енергоспестяващи решения за все по-необходимия AI хардуер. Динамичното нарастване на търсенето на енергия представлява значително предизвикателство, което трябва да бъде преодоляно чрез иновативни технологии. Екипът разчита на използването на спинови вълни за обработка на информация, които са известни с по-ниските си енергийни изисквания и позволяват обещаващи подходи за обработка на данни.

Най-новата разработка включва най-голямата мрежа от спинови вълноводи, създадени до момента, включваща впечатляващите 198 кръстосвания. Свойствата на тези спинови вълни, като дължина на вълната и отражение, могат да бъдат прецизно контролирани, което може да представлява значителен напредък в изследванията. Спиновите вълни се генерират чрез прилагане на променлив ток към магнитни материали, като се използва итриев железен гранат (YIG) като основен материал. Този материал е особено подходящ поради ниското си затихване и позволява ефективно предаване на данни.

Технологични предимства на итриев железен гранат

YIG се утвърди като ключов компонент в разработването на нови технологии за съхранение и информация. Физиците от университета Мартин Лутър Хале-Витенберг са разработили процес за прехвърляне на YIG към голямо разнообразие от материали. Това може да революционизира производството на по-бързи и по-енергийно ефективни компоненти за съхранение на данни и обработка на информация. Преди това производството на YIG беше ограничено до специфични субстрати, но новият метод позволява производството на мостови структури, които след това могат да бъдат прехвърлени към други материали.

Резултатите от това изследване са публикувани в списанието “Angewandte Physik Briefe” и показват, че могат да се постигнат добри резултати дори при ниски температури, което е важно за приложенията в квантовата магноника. Възможността за свързване на YIG плочи със силиций, един от най-разпространените полупроводници в електрониката, също отваря нови хоризонти за хибридни устройства, в които въртящите се вълни се свързват с електрически вълни или механични вибрации.

Бъдещето на магнонната спинтроника

Магнитите като научна област все повече се занимават с транспортирането и обработката на информация чрез спинови вълни. Терминът "магнон" описва кванта на спиновата вълна, свързана с обръщането на едно завъртане. Изследванията на Magnon spintronics изследват как могат да бъдат разработени базирани на магнони шини за данни и елементи за обработка, за да се справят ефективно както с аналогова, така и с цифрова информация.

YIG не само служи като отличен магнитен изолатор, но и като ключ към енергийно ефективни технологии, тъй като позволява предаване без енергия на джаула и обработка на информация за въртене. Развитието в тази област обещава нова форма на обработка на информация, която може значително да намали потреблението на енергия в бъдеще.

Успехите на екипа в Мюнстер и Хайделберг, заедно с иновативните подходи в университета Мартин Лутър Хале-Витенберг, сигнализират за промяна на парадигмата в материалознанието и обработката на информация. Тези постижения могат да положат основата за следващото поколение AI хардуер, който е не само мощен, но и устойчив.

Изследването е финансирано от Германската изследователска фондация като част от Центъра за съвместни изследвания 1459 „Интелигентна материя“. Проучването, което формира основата на тези разработки, е публикувано в реномираното списание „Nature Materials“. Това подчертава значителния напредък и потенциала, които се крият в задълбоченото проучване и прилагане на спиновите вълни.