Revolucija v obdelavi informacij: Nova metoda za vrtljive valovode!

Revolucija v obdelavi informacij: Nova metoda za vrtljive valovode!

Ekipa z univerz v Münstru in Heidelbergu je razvila prelomno metodo za izdelavo vrtilnih valovodov. Pod vodstvom fizika prof. dr. Rudolfa Bratschitscha je cilj projekta najti rešitve za varčevanje z energijo za vse bolj zahtevano strojno opremo AI. Dinamično naraščanje povpraševanja po energiji predstavlja pomemben izziv, ki ga je treba premagati z inovativnimi tehnologijami. Ekipa se zanaša na uporabo spin valov za obdelavo informacij, ki so znani po nižjih energetskih zahtevah in omogočajo obetavne pristope k obdelavi podatkov.

Najnovejši razvoj vključuje največjo mrežo vrtilnih valovodov, ustvarjenih do danes, ki obsega impresivnih 198 prehodov. Lastnosti teh spinskih valov, kot sta valovna dolžina in odboj, je mogoče natančno nadzorovati, kar bi lahko predstavljalo pomemben napredek v raziskavah. Spinski valovi nastanejo z uporabo izmeničnega toka na magnetne materiale, pri čemer se kot primarni material uporablja itrijev železov granat (YIG). Ta material je še posebej primeren zaradi nizkega slabljenja in omogoča učinkovit prenos podatkov.

Tehnološke prednosti itrijevega železovega granata

YIG se je uveljavil kot ključna komponenta pri razvoju novih pomnilniških in informacijskih tehnologij. Fiziki na univerzi Martin Luther Halle-Wittenberg so razvili postopek za prenos YIG na najrazličnejše materiale. To bi lahko revolucioniralo proizvodnjo hitrejših in energetsko učinkovitejših komponent za shranjevanje podatkov in obdelavo informacij. Prej je bila proizvodnja YIG omejena na specifične substrate, vendar nova metoda omogoča izdelavo mostov podobnih struktur, ki jih je mogoče nato prenesti na druge materiale.

Rezultati te študije so bili objavljeni v reviji “Angewandte Physik Briefe” in kažejo, da je dobre rezultate mogoče doseči tudi pri nizkih temperaturah, kar je pomembno za aplikacije v kvantni magnoniki. Možnost lepljenja YIG plošč na silicij, enega najpogostejših polprevodnikov v elektroniki, prav tako odpira nova obzorja za hibridne naprave, v katerih so vrtilni valovi povezani z električnimi valovi ali mehanskimi vibracijami.

Prihodnost magnonske spintronike

Magnika se kot znanstveno področje vse bolj ukvarja s prenosom in obdelavo informacij skozi spinske valove. Izraz "magnon" opisuje kvant spinskega vala, povezanega s preobratom enega samega vrtenja. Raziskave Magnon spintronics raziskujejo, kako je mogoče razviti podatkovna vodila in procesne elemente na osnovi magnonov za učinkovito obdelavo analognih in digitalnih informacij.

YIG ne služi le kot odličen magnetni izolator, temveč tudi kot ključ do energetsko učinkovitih tehnologij, saj omogoča prenos in obdelavo informacij o vrtenju brez joulske energije. Razvoj na tem področju obljublja novo obliko obdelave informacij, ki bi lahko v prihodnosti bistveno zmanjšala porabo energije.

Uspehi ekipe v Münstru in Heidelbergu skupaj z inovativnimi pristopi na Univerzi Martina Luthra Halle-Wittenberg nakazujejo premik paradigme v znanosti o materialih in obdelavi informacij. Ta napredek bi lahko postavil temelje za naslednjo generacijo strojne opreme AI, ki ni samo zmogljiva, temveč tudi trajnostna.

Raziskavo je financirala nemška raziskovalna fundacija v okviru Collaborative Research Center 1459 "Intelligent Matter". Študija, ki je podlaga za ta razvoj, je bila objavljena v priznani reviji Nature Materials. To poudarja pomemben napredek in potencial, ki leži v poglobljeni študiji in uporabi spinskih valov.