Rewolucja w przetwarzaniu informacji: Nowa metoda falowodów spinowych!

Rewolucja w przetwarzaniu informacji: Nowa metoda falowodów spinowych!

Zespół z uniwersytetów w Münster i Heidelbergu opracował przełomową metodę produkcji falowodów spinowych. Celem projektu kierowanego przez fizyka prof. dr Rudolfa Bratschitscha jest znalezienie energooszczędnych rozwiązań dla coraz bardziej wymaganego sprzętu AI. Dynamiczny wzrost zapotrzebowania na energię stanowi istotne wyzwanie, któremu należy sprostać dzięki innowacyjnym technologiom. Zespół wykorzystuje do przetwarzania informacji fale spinowe, które są znane z mniejszego zapotrzebowania na energię i umożliwiają obiecujące podejście do przetwarzania danych.

Najnowsze osiągnięcie obejmuje największą dotychczas stworzoną sieć falowodów spinowych, składającą się z imponujących 198 przejść. Można precyzyjnie kontrolować właściwości tych fal spinowych, takie jak długość fali i odbicie, co może oznaczać znaczący postęp w badaniach. Fale spinowe są generowane przez przyłożenie prądu przemiennego do materiałów magnetycznych, przy użyciu granatu itrowo-żelazowego (YIG) jako materiału podstawowego. Materiał ten jest szczególnie odpowiedni ze względu na niskie tłumienie i umożliwia efektywną transmisję danych.

Zalety technologiczne granatu itrowo-żelazowego

YIG ugruntowało swoją pozycję kluczowego elementu w rozwoju nowych technologii przechowywania i informacji. Fizycy z Uniwersytetu Marcina Lutra w Halle-Wittenberg opracowali proces przenoszenia YIG na szeroką gamę materiałów. Może to zrewolucjonizować produkcję szybszych i bardziej energooszczędnych komponentów do przechowywania danych i przetwarzania informacji. Wcześniej produkcja YIG ograniczała się do określonych podłoży, ale nowa metoda umożliwia wytwarzanie struktur przypominających mosty, które można następnie przenieść na inne materiały.

Wyniki tego badania opublikowano w czasopiśmie „Angewandte Physik Briefe” i pokazują, że dobre wyniki można osiągnąć nawet w niskich temperaturach, co jest ważne w zastosowaniach w magnonice kwantowej. Możliwość łączenia płytek YIG z krzemem, jednym z najpowszechniejszych półprzewodników w elektronice, otwiera także nowe horyzonty dla urządzeń hybrydowych, w których fale spinowe sprzęgane są z falami elektrycznymi lub wibracjami mechanicznymi.

Przyszłość spintroniki magnon

Magia jako dziedzina nauki w coraz większym stopniu zajmuje się transportem i przetwarzaniem informacji za pomocą fal spinowych. Termin „magnon” opisuje kwant fali spinowej związanej z odwróceniem pojedynczego spinu. Badania Magnon spintronics badają, w jaki sposób można opracować magistrale danych i elementy przetwarzające oparte na magnonach, aby efektywnie przetwarzały informacje analogowe i cyfrowe.

YIG służy nie tylko jako doskonały izolator magnetyczny, ale także jako klucz do energooszczędnych technologii, ponieważ umożliwia transmisję i przetwarzanie informacji spinowych bez użycia energii Joule'a. Rozwój w tej dziedzinie stwarza nadzieję na nową formę przetwarzania informacji, która w przyszłości może znacznie zmniejszyć zużycie energii.

Sukcesy zespołu w Münster i Heidelbergu, w połączeniu z innowacyjnym podejściem na Uniwersytecie Marcina Lutra w Halle-Wittenberg, sygnalizują zmianę paradygmatu w materiałoznawstwie i przetwarzaniu informacji. Postępy te mogą położyć podwaliny pod następną generację sprzętu AI, który będzie nie tylko wydajny, ale także zrównoważony.

Badania zostały sfinansowane przez Niemiecką Fundację Badawczą w ramach Collaborative Research Center 1459 „Inteligentna materia”. Badanie będące podstawą tych odkryć opublikowano w renomowanym czasopiśmie „Nature Materials”. Podkreśla to znaczący postęp i potencjał tkwiący w dogłębnych badaniach i zastosowaniu fal spinowych.