Ya sea con teléfonos inteligentes, computadoras portátiles o computadoras centrales: la transmisión, el procesamiento y el almacenamiento de información se basa actualmente en una sola clase de material, como lo fue en los primeros días de la informática hace unos 60 años. Una nueva clasede materiales magnéticos, sin embargo, podría elevar la tecnología de la información a un nuevo nivel. Los aislantes antiferromagnéticos permiten velocidades de computación que son mil veces más rápidas que la electrónica convencional, con un calentamiento significativamente menor. Los componentes podrían empaquetarse más juntos y los módulos lógicos podrían reducirse,hasta ahora ha sido limitado debido al aumento del calentamiento de los componentes actuales.
Transferencia de información a temperatura ambiente
Hasta ahora, el problema ha sido que la transferencia de información en los aislantes antiferromagnéticos solo funcionaba a bajas temperaturas. ¿Pero quién quiere poner sus teléfonos inteligentes en el congelador para poder usarlo? Los físicos de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz JGU ahoraha podido eliminar esta deficiencia, junto con los experimentadores del laboratorio CNRS / Thales, el CEA Grenoble y el Laboratorio Nacional de Alto Campo en Francia, así como los teóricos del Centro de Espintrónica Cuántica QuSpin de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología."Pudimos transmitir y procesar información en un aislante antiferromagnético estándar a temperatura ambiente, y hacerlo a distancias lo suficientemente largas como para permitir el procesamiento de la información", dijo Andrew Ross, científico de JGU. Los investigadores utilizaron óxido de hierro α-Fe 2 O 3 , el componente principal del óxido, como aislante antiferromagnético, porque el óxido de hierro está muy extendido y es fácil de fabricar.
La transferencia de información en los aislantes magnéticos es posible gracias a las excitaciones de orden magnético conocidas como magnones. Estos se mueven como ondas a través de materiales magnéticos, similar a cómo las ondas se mueven a través de la superficie del agua de un estanque después de que se ha arrojado una piedra.Anteriormente, se creía que estas ondas debían tener polarización circular para transmitir información de manera eficiente. En el óxido de hierro, dicha polarización circular ocurre solo a bajas temperaturas. Sin embargo, el equipo de investigación internacional pudo transmitir magnones a distancias excepcionalmente largas incluso en la habitaciónPero, ¿cómo funcionó eso? "Nos dimos cuenta de que en los antiferromagnetos con un solo plano, dos magnones con polarización lineal pueden superponerse y migrar juntos. Se complementan para formar una polarización aproximadamente circular", explicó el Dr. Romain Lebrun, investigador deel laboratorio conjunto CNRS / Thales en París que anteriormente trabajó en Mainz. "La posibilidad de utilizar óxido de hierro a temperatura ambientelo convierte en un campo de juego ideal para el desarrollo de dispositivos espintrónicos ultrarrápidos basados en aislantes antiferromagnéticos ".
La atenuación extremadamente baja permite una transmisión energéticamente eficiente
Una pregunta importante en el proceso de transferencia de información es qué tan rápido se pierde la información al moverse a través de materiales magnéticos. Esto se puede registrar cuantitativamente con el valor de la amortiguación magnética. "El óxido de hierro examinado tiene una de las atenuaciones magnéticas más bajas quese ha informado en materiales magnéticos ", explicó el profesor Mathias Kläui del Instituto de Física JGU." Anticipamos que las técnicas de alto campo magnético mostrarán que otros materiales antiferromagnéticos tienen una atenuación igualmente baja, que es crucial para el desarrollo de una nueva generación dedispositivos espintrónicos. Estamos aplicando tecnologías magnéticas de baja potencia en una colaboración a largo plazo con nuestros colegas de QuSpin en Noruega y me alegra ver que de esta colaboración surge otro trabajo emocionante ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Johannes Gutenberg Universitaet Mainz . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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