Révolution dans le traitement de l’information : Nouvelle méthode pour les guides d’ondes de spin !

Révolution dans le traitement de l’information : Nouvelle méthode pour les guides d’ondes de spin !

Une équipe des universités de Münster et Heidelberg a développé une méthode révolutionnaire pour produire des guides d'ondes de spin. Sous la direction du physicien Prof. Dr. Rudolf Bratschitsch, le projet vise à trouver des solutions d'économie d'énergie pour le matériel d'IA de plus en plus demandé. L’augmentation dynamique de la demande énergétique représente un défi important qui doit être surmonté grâce à des technologies innovantes. L’équipe s’appuie sur l’utilisation d’ondes de spin pour le traitement de l’information, connues pour leurs faibles besoins énergétiques et permettant des approches prometteuses en matière de traitement des données.

Le dernier développement comprend le plus grand réseau de guides d’ondes de spin créé à ce jour, comprenant un nombre impressionnant de 198 croisements. Les propriétés de ces ondes de spin, telles que la longueur d’onde et la réflexion, peuvent être contrôlées avec précision, ce qui pourrait représenter des avancées significatives dans la recherche. Les ondes de spin sont générées en appliquant un courant alternatif à des matériaux magnétiques, en utilisant le grenat d'yttrium et de fer (YIG) comme matériau principal. Ce matériau est particulièrement adapté en raison de sa faible atténuation et permet une transmission efficace des données.

Avantages technologiques du grenat d'yttrium et de fer

YIG s'est imposé comme un élément clé dans le développement de nouvelles technologies de stockage et d'information. Des physiciens de l'Université Martin Luther de Halle-Wittenberg ont développé un procédé permettant de transférer le YIG à une grande variété de matériaux. Cela pourrait révolutionner la production de composants de stockage de données et de traitement de l’information plus rapides et plus économes en énergie. Auparavant, la production de YIG était limitée à des substrats spécifiques, mais la nouvelle méthode permet la fabrication de structures en forme de pont qui peuvent ensuite être transférées sur d'autres matériaux.

Les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue « Angewandte Physik Briefe » et montrent que de bons résultats peuvent être obtenus même à basse température, ce qui est important pour les applications en magnonique quantique. La possibilité de lier des plaques YIG au silicium, l'un des semi-conducteurs les plus courants en électronique, ouvre également de nouveaux horizons pour les dispositifs hybrides dans lesquels les ondes de spin sont couplées à des ondes électriques ou à des vibrations mécaniques.

L'avenir de la spintronique magnon

La magnique en tant que domaine scientifique s'intéresse de plus en plus au transport et au traitement de l'information via les ondes de spin. Le terme « magnon » décrit le quantum de l’onde de spin associé au retournement d’un seul spin. La recherche en spintronique Magnon étudie comment des bus de données et des éléments de traitement basés sur Magnon peuvent être développés pour gérer efficacement les informations analogiques et numériques.

YIG sert non seulement d’excellent isolant magnétique, mais également de clé pour les technologies économes en énergie, car il permet la transmission et le traitement des informations de spin sans énergie joule. Les développements dans ce domaine promettent une nouvelle forme de traitement de l’information qui pourrait réduire considérablement la consommation d’énergie à l’avenir.

Les succès de l'équipe à Münster et Heidelberg, ainsi que les approches innovantes de l'Université Martin Luther de Halle-Wittenberg, signalent un changement de paradigme dans la science des matériaux et le traitement de l'information. Ces avancées pourraient jeter les bases de la prochaine génération de matériel d’IA non seulement puissant mais également durable.

La recherche a été financée par la Fondation allemande pour la recherche dans le cadre du Centre de recherche collaboratif 1459 « Intelligent Matter ». L'étude qui constitue la base de ces développements a été publiée dans la célèbre revue « Nature Materials ». Cela met en évidence les avancées et le potentiel significatifs liés à l’étude approfondie et à l’application des ondes de spin.