Revoluce ve zpracování informací: Nová metoda pro spinové vlnovody!

Revoluce ve zpracování informací: Nová metoda pro spinové vlnovody!

Tým z univerzit v Münsteru a Heidelbergu vyvinul převratnou metodu výroby spinových vlnovodů. Pod vedením fyzika Prof. Dr. Rudolfa Bratschitsche si projekt klade za cíl najít energeticky úsporná řešení pro stále více požadovaný hardware AI. Dynamický nárůst poptávky po energii představuje významnou výzvu, kterou je třeba překonat pomocí inovativních technologií. Tým spoléhá na využití spinových vln pro zpracování informací, které jsou známé svou nižší energetickou náročností a umožňují slibné přístupy ke zpracování dat.

Nejnovější vývoj zahrnuje dosud největší síť spinových vlnovodů, která zahrnuje působivých 198 přechodů. Vlastnosti těchto spinových vln, jako je vlnová délka a odraz, mohou být přesně řízeny, což by mohlo představovat významný pokrok ve výzkumu. Spinové vlny jsou generovány aplikací střídavého proudu na magnetické materiály, přičemž jako primární materiál se používá yttrium-železný granát (YIG). Tento materiál je vhodný zejména pro svůj nízký útlum a umožňuje efektivní přenos dat.

Technologické výhody yttria železného granátu

YIG se etablovala jako klíčová součást ve vývoji nových úložných a informačních technologií. Fyzici z Univerzity Martina Luthera Halle-Wittenberg vyvinuli proces přenosu YIG na širokou škálu materiálů. To by mohlo způsobit revoluci ve výrobě rychlejších a energeticky účinnějších komponent pro ukládání dat a zpracování informací. Dříve byla výroba YIG omezena na specifické substráty, ale nová metoda umožňuje výrobu můstkových konstrukcí, které lze následně přenést na jiné materiály.

Výsledky této studie byly publikovány v časopise „Angewandte Physik Briefe“ a ukazují, že dobrých výsledků lze dosáhnout i při nízkých teplotách, což je důležité pro aplikace v kvantové magnonice. Možnost lepení desek YIG na křemík, jeden z nejběžnějších polovodičů v elektronice, také otevírá nové obzory pro hybridní zařízení, ve kterých jsou spinové vlny spojeny s elektrickými vlnami nebo mechanickými vibracemi.

Budoucnost magnon spintroniky

Magnics jako vědní obor se stále více zabývá transportem a zpracováním informací prostřednictvím spinových vln. Termín „magnon“ popisuje kvantum spinové vlny spojené s překlopením jednoho spinu. Výzkum společnosti Magnon spintronics zkoumá, jak lze vyvinout datové sběrnice a prvky pro zpracování založené na magnon, aby efektivně zpracovávaly analogové i digitální informace.

YIG slouží nejen jako vynikající magnetický izolátor, ale také jako klíč k energeticky účinným technologiím, protože umožňuje přenos a zpracování spinových informací bez joulů. Vývoj v této oblasti slibuje novou formu zpracování informací, která by mohla v budoucnu výrazně snížit spotřebu energie.

Úspěchy týmu v Münsteru a Heidelbergu spolu s inovativními přístupy na Univerzitě Martina Luthera Halle-Wittenberg signalizují změnu paradigmatu ve vědě o materiálech a zpracování informací. Tyto pokroky by mohly položit základy pro další generaci hardwaru AI, který je nejen výkonný, ale také udržitelný.

Výzkum byl financován německou výzkumnou nadací jako součást Collaborative Research Center 1459 „Intelligent Matter“. Studie, která tvoří základ tohoto vývoje, byla publikována v renomovaném časopise „Nature Materials“. To zdůrazňuje významný pokrok a potenciál, který spočívá v hloubkovém studiu a aplikaci spinových vln.