Systemy nanocząsteczkowe kluczem do nowych urządzeń o dużej prędkości

Naukowcy pod kierownictwem Shinobu Ohya, zademonstrował nanoskalowe spintroniczne półprzewodnikowe urządzenie, które może częściowo przełączać się między określonymi stanami magnetycznymi tryliony razy na sekundę (terahercowo-THz), znacznie wykraczając poza częstotliwość obecnych urządzeń.

Prędkość obecnych urządzeń jest często mierzona w gigahercach (GHz) i wynosi około kilku gigaherców. Postęp jednak przyśpiesza, a naukowcy szukają coraz to nowych sposobów na zwiększenie wydajności urządzeń. W tym celu właśnie badacze UTokyo z Graduate School of Engineering i Graduate School of Frontier Sciences zgłębiają nowo powstającą dziedzinę – spintronikę.

Jest to dziedzina znana również jako "elektronika spinowa", która wykorzystuje wewnętrzną właściwość elektronów, czyli spin. W urządzeniach tego typu dyskretne stany namagnesowania reprezentują cyfry binarne. Jednym ze sposobów stworzenia spinu jest poddanie specjalnego materiału magnetycznego krótkimi, lecz wysokoczęstotliwościowymi impulsami promieniowania terahercowego, co odwraca spiny elektronów w tym materiale. Naukowcy próbowali już tego wcześniej, ale zmiana magnetyczna w odpowiedzi na impulsy wynosiła tylko 1 procent, zbyt mały, aby mogła zostać użyta w praktyce.

Ohya i jego zespół wykorzystali w większym stopniu komponent elektryczny promieniowania niż magnetyczny i udało się im wykazać większą magnitudę zmiany, wynoszącą 20 procent, a to oznacza, że może być bardziej przydatna w badaniach i wskazówkach dotyczących możliwych przyszłych zastosowań.

Ohya powiedział: "Mam nadzieję, że nasze badania doprowadzą do logiki i pamięci opartych na spintronice. W ciągu dziesięcioleci ludzie powinni ujrzeć spintroniczne smartfony i centra danych, a my osiągniemy niesamowity wzrost wydajności w obszarach takich jak sztuczna inteligencja i nie tylko".

(KB)