Kaksiulotteinen piiri magneettisilla kvasipartikkeleilla

30.01.2018

TUK-2D-piiri-magnoneilla-300-t.jpgTechnische Universität Kaiserslauternin (TUK) fyysikot tutkivat rakennetta, jossa käytetään erityisiä kvasipartikkeleita eli magnoneita elektronien sijaan.

"Informaatiota voidaan kuljettaa sisäisen kulmamomentin muodossa", toteaa professori Andrii Chumak. "Nämä kvanttihiukkaset ovat magnoneja."

Tutkijat ovat osoittaneet että magneettivirtaus on mahdollista integroidussa magnonpiirissä, jossa komponentit kytketään vain kaksiulotteisesti.

Magnonit voivat kuljettaa huomattavasti enemmän informaatiota verrattuna elektroneihin ja ne vaativat vähemmän energiaa ja tuottavat siten vähemmän hukkalämpöä. Tämä tekee ne mielenkiintoisiksi, esimerkiksi nopeammille ja tehokkaammille tietokoneille, erityisesti mobiilisovelluksissa.

Tutkimuksen johtava kirjoittaja Qi Wang tutkii näitä uuden sukupolven piirejä ja nyt he ovat ensimmäistä kertaa kuvailleet ns. Magnon-integroitua piiriä, jossa informaatiota kuljetetaan näiden hiukkasten avulla.

Kuten nykyisessäkin elektroniikassa kytkentäelementtien liittämiseen tarvitaan johteita ja linjaristeyksiä ja tutkijat ovat onnistuneet kehittämään tällaisen liitoksen magnoneille kaksiulotteisissa simuloinnissaan.

Kun kaksi magnonjohdetta sijoitetaan melko lähelle toisiaan, aallot kommunikoivat tietyllä tavalla toistensa kanssa, mikä tarkoittaa, että aaltojen energia siirretään yhdestä johteesta toiseen. Tätä on käytetty optiikan sovelluksissa jo jonkin aikaa, esimerkiksi optisten kuitujen välisessä informaationsiirrossa, toteavat tutkijat.

"Piireissämme käytämme kaksiulotteisia liitäntöjä, joissa magnonjohtimet on sijoitettava vain riittävän lähelle toisiaan", toteaa Qi Wang. Tätä liitäntäpistettä kutsutaan suuntaavaksi liitokseksi. Tutkijat aikovat nyt toteuttaa ensimmäisen magnoniikkapiirin tämän mallin avulla.

Tietokoneen osien tulevaisuuden tuottamisessa nämä uudet piirit voivat osaltaan merkittävästi säästää materiaalia ja siten kustannuksia. Sen lisäksi simuloidut komponentit ovat nanometrien mitoissa, joka on verrattavissa nykyaikaisiin elektronisiin komponentteihin; kuitenkin magnoniin liittyvä informaatiotiheys on huomattavasti suurempi.
27.03.2024Kvantti-interferenssi ja transistori
26.03.2024Robotti tarttuu lihanpalaan ja keskustelee kaverinsa kanssa
25.03.2024Piin kanssa yhteensopivia magneettisia pyörteitä
23.03.2024Kaksitoiminen katalyytti tekee sen halvemmalla
22.03.2024Hiilinanoputket käyttöön
21.03.2024Fotonisirut valtaavat alaa
21.03.2024Uusi 2D-materiaalien maailma on avautumassa
19.03.2024Suprajohteet auttavat tietokoneita "muistamaan"
18.03.2024Kvanttimateriaalitutkimuksen uudet työkalut
16.03.2024Räjähtämätön vedyntuotantomenetelmä

Siirry arkistoon »