Revolūcija informācijas apstrādē: jauna metode spin viļņvadiem!

Revolūcija informācijas apstrādē: jauna metode spin viļņvadiem!

Minsteres un Heidelbergas universitāšu komanda ir izstrādājusi revolucionāru metodi spin viļņvadu ražošanai. Fiziķa prof. Dr. Rūdolfa Bračiča (Rudolf Bratschitsch) vadībā projekta mērķis ir rast enerģijas taupīšanas risinājumus arvien pieprasītākai mākslīgā intelekta aparatūrai. Enerģijas pieprasījuma dinamiskais pieaugums ir nozīmīgs izaicinājums, kas būtu jāpārvar, izmantojot novatoriskas tehnoloģijas. Komanda paļaujas uz griešanās viļņu izmantošanu informācijas apstrādei, kas ir pazīstama ar zemākām enerģijas prasībām un nodrošina daudzsološas pieejas datu apstrādei.

Jaunākā attīstība ietver lielāko līdz šim izveidoto spin viļņvadu tīklu, kas ietver iespaidīgus 198 krustojumus. Šo griešanās viļņu īpašības, piemēram, viļņa garumu un atstarošanu, var precīzi kontrolēt, kas varētu būt nozīmīgs sasniegums pētniecībā. Spin viļņi tiek ģenerēti, pieliekot maiņstrāvu magnētiskajiem materiāliem, kā primāro materiālu izmantojot itrija dzelzs granātu (YIG). Šis materiāls ir īpaši piemērots zemā vājinājuma dēļ un nodrošina efektīvu datu pārraidi.

Itrija dzelzs granāta tehnoloģiskās priekšrocības

YIG ir sevi pierādījis kā galveno sastāvdaļu jaunu uzglabāšanas un informācijas tehnoloģiju izstrādē. Mārtiņa Lutera universitātes Halles-Vitenbergas fiziķi ir izstrādājuši procesu YIG pārnešanai uz dažādiem materiāliem. Tas varētu mainīt ātrāku un energoefektīvāku datu uzglabāšanas un informācijas apstrādes komponentu ražošanu. Iepriekš YIG ražošana tika ierobežota ar konkrētiem substrātiem, taču jaunā metode ļauj izgatavot tiltiem līdzīgas konstrukcijas, kuras pēc tam var pārnest uz citiem materiāliem.

Šī pētījuma rezultāti tika publicēti žurnālā “Angewandte Physik Briefe”, un tie liecina, ka labus rezultātus var sasniegt pat zemā temperatūrā, kas ir svarīgi kvantu magnonikā. Iespēja savienot YIG plāksnes ar silīciju, kas ir viens no visizplatītākajiem pusvadītājiem elektronikā, paver arī jaunus apvāršņus hibrīdierīcēm, kurās griešanās viļņi ir savienoti ar elektriskiem viļņiem vai mehāniskām vibrācijām.

Magnona spintronikas nākotne

Magnika kā zinātnes joma arvien vairāk nodarbojas ar informācijas transportēšanu un apstrādi, izmantojot spinviļņus. Termins “magnon” apzīmē griešanās viļņa kvantu, kas saistīts ar viena griešanās apgriešanu. Magnon spintronics pētījumi pēta, kā magnonu bāzes datu kopnes un apstrādes elementus var izstrādāt, lai efektīvi apstrādātu gan analogo, gan digitālo informāciju.

YIG kalpo ne tikai kā lielisks magnētiskais izolators, bet arī kā energoefektīvu tehnoloģiju atslēga, jo tas nodrošina griešanās informācijas pārraidi un apstrādi bez džouliem. Notikumi šajā jomā sola jaunu informācijas apstrādes veidu, kas nākotnē varētu būtiski samazināt enerģijas patēriņu.

Komandas panākumi Minsterē un Heidelbergā kopā ar Mārtiņa Lutera universitātes Halles-Vitenbergas novatoriskajām pieejām liecina par paradigmas maiņu materiālzinātnē un informācijas apstrādē. Šie sasniegumi varētu likt pamatu nākamās paaudzes AI aparatūrai, kas ir ne tikai jaudīga, bet arī ilgtspējīga.

Pētījumu finansēja Vācijas Pētniecības fonds, kas ir daļa no Sadarbības pētniecības centra 1459 “Intelligent Matter”. Pētījums, kas ir šo notikumu pamatā, tika publicēts slavenajā žurnālā “Nature Materials”. Tas izceļ ievērojamos sasniegumus un potenciālu, kas slēpjas padziļinātā griešanās viļņu izpētē un pielietošanā.