Ruosteista tiedonsiirtoa16.12.2020
Tietojen siirto, käsittely ja tallennus perustuvat tällä hetkellä yhteen aineluokkaan - kuten se oli jo tietojenkäsittelytieteen alkuaikoina noin 60 vuotta sitten. Uusi magneettisten materiaalien luokka voi kuitenkin nostaa tietotekniikan uudelle tasolle. Antiferromagneettiset eristeet mahdollistavat tuhannen kertaa nopeamman laskentanopeuden kuin tavanomainen elektroniikka ja huomattavasti vähemmällä lämmöntuotolla. Toistaiseksi ongelmana on ollut, että antiferromagneettisissa eristeissä tiedonsiirto toimi vain matalissa lämpötiloissa. Johannes Gutenberg University Mainzin (JGU) fyysikot ovat nyt kyenneet poistamaan tämän puutteen yhdessä eurooppalaisten tutkijakollegoidensa kanssa. "Pystyimme siirtämään ja käsittelemään informaatiota tavallisessa antiferromagneettisessa eristeessä huoneenlämmössä ja tekemään niin riittävän pitkiä matkoja informaation käsittelyn mahdollistamiseksi", sanoo JGU:n tutkija Andrew Ross. Tutkijat käyttivät rautaoksidia (α-Fe2O3), joka on ruosteen pääkomponentti, antiferromagneettisena eristeenä. Se on laajasti käytetty rautaoksidi ja helppo valmistaa. Informaation siirto magneettieristeissä on mahdollista magnoneiksi kutsutun magneettisen järjestyksen herätteiden avulla. Nämä liikkuvat aaltoina magneettisten materiaalien läpi. Aikaisemmin uskottiin, että näillä aalloilla on oltava pyöreä polarisaatio informaation välittämiseksi tehokkaasti. Rautaoksidissa tällainen pyöreä polarisaatio ilmeni vain matalissa lämpötiloissa. "Keksimme, että anisotropialtaan yksitasoisessa antiferromagneeteissa kaksi lineaarisesti polarisoitunutta magnonia voivat olla superpositiossa ja siirtyä yhdessä. Ne täydentävät toisiaan muodostaen suunnilleen pyöreän polarisaation," kertoo Pariisin CNRS/Thalesin tutkija Romain Lebrun. Tärkeä kysymys tiedonsiirrossa on, kuinka nopeasti informaatio menetetään magneettisten materiaalien läpi liikkuessaan. "Tutkitussa rautaoksidissa on yksi alhaisimmista magneettisista vaimennuksista, joita magneettisissa materiaaleissa on koskaan raportoitu", kertoo professori Mathias Kläui JGU:n fysiikan instituutista. "Odotamme, että korkean magneettikentän tekniikat osoittavat, että muilla antiferromagneettisilla materiaaleilla on yhtä pieni vaimennus, mikä on ratkaisevan tärkeää uuden sukupolven spintronisten laitteiden kehittämisen kannalta. Aiheesta aiemmin: |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.