Revolución en el procesamiento de información: ¡Nuevo método para guías de ondas de espín!

Revolución en el procesamiento de información: ¡Nuevo método para guías de ondas de espín!

Un equipo de las universidades de Münster y Heidelberg ha desarrollado un método innovador para producir guías de ondas de espín. Bajo la dirección del físico Prof. Dr. Rudolf Bratschitsch, el proyecto tiene como objetivo encontrar soluciones de ahorro de energía para el hardware de IA, cada vez más necesario. El aumento dinámico de la demanda de energía representa un desafío importante que debe superarse mediante tecnologías innovadoras. El equipo se basa en el uso de ondas de espín para el procesamiento de información, que son conocidas por sus menores requisitos de energía y permiten enfoques prometedores para el procesamiento de datos.

El último desarrollo incluye la red más grande de guías de ondas de espín creada hasta la fecha, que comprende la impresionante cifra de 198 cruces. Las propiedades de estas ondas de espín, como la longitud de onda y la reflexión, se pueden controlar con precisión, lo que podría representar avances significativos en la investigación. Las ondas de espín se generan aplicando corriente alterna a materiales magnéticos, utilizando granate de itrio y hierro (YIG) como material primario. Este material es especialmente adecuado debido a su baja atenuación y permite una transmisión de datos eficaz.

Ventajas tecnológicas del granate de hierro ytrio.

YIG se ha consolidado como un componente clave en el desarrollo de nuevas tecnologías de información y almacenamiento. Físicos de la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg han desarrollado un proceso para transferir YIG a una amplia variedad de materiales. Esto podría revolucionar la producción de componentes de procesamiento de información y almacenamiento de datos más rápidos y energéticamente eficientes. Anteriormente, la producción de YIG se limitaba a sustratos específicos, pero el nuevo método permite la fabricación de estructuras similares a puentes que luego pueden transferirse a otros materiales.

Los resultados de este estudio, publicados en la revista Angewandte Physik Briefe, muestran que se pueden lograr buenos resultados incluso a bajas temperaturas, lo cual es importante para las aplicaciones en magnónica cuántica. La posibilidad de unir placas YIG al silicio, uno de los semiconductores más comunes en electrónica, también abre nuevos horizontes para los dispositivos híbridos en los que las ondas de espín se combinan con ondas eléctricas o vibraciones mecánicas.

El futuro de la espintrónica magnónica

La magia como campo científico se preocupa cada vez más por el transporte y procesamiento de información a través de ondas de espín. El término "magnon" describe el cuanto de la onda de espín asociada con el giro de un solo espín. La investigación sobre espintrónica de Magnon investiga cómo se pueden desarrollar buses de datos y elementos de procesamiento basados ​​en magnones para manejar de manera eficiente información tanto analógica como digital.

YIG no solo sirve como un excelente aislante magnético, sino también como clave para tecnologías energéticamente eficientes, ya que permite la transmisión y el procesamiento de información de espín sin energía en julios. Los avances en este ámbito prometen una nueva forma de procesamiento de información que podría reducir significativamente el consumo de energía en el futuro.

Los éxitos del equipo en Münster y Heidelberg, junto con los enfoques innovadores de la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg, señalan un cambio de paradigma en la ciencia de materiales y el procesamiento de información. Estos avances podrían sentar las bases para la próxima generación de hardware de IA que no sólo sea potente sino también sostenible.

La investigación fue financiada por la Fundación Alemana de Investigación en el marco del Centro de Investigación Colaborativa 1459 “Materia Inteligente”. El estudio que constituye la base de estos desarrollos fue publicado en la reconocida revista “Nature Materials”. Esto pone de relieve los importantes avances y el potencial que se encuentran en el estudio y la aplicación en profundidad de las ondas de espín.