Por primera vez, los investigadores han demostrado una nueva forma de realizar funciones esenciales para la computación futura tres órdenes de magnitud más rápido que los dispositivos comerciales actuales. El equipo dirigido por el profesor asociado Shinobu Ohya, creó un dispositivo semiconductor espintrónico a nanoescala que puede cambiar parcialmente entre dispositivos específicosestados magnéticos billones de veces por segundo terahercios - THz, mucho más allá de las frecuencias de los dispositivos en la actualidad.
Existe una alta probabilidad de que haya comprado una computadora o un teléfono inteligente en algún momento de esta década. Cuando miró la descripción, puede haber notado que la velocidad de dichos dispositivos a menudo se mide en gigahercios GHz. En la actualidad, la mayoría de los dispositivos son de unos pocosgigahercios. Pero el progreso se acelera y se buscan nuevas formas de aumentar la frecuencia y el rendimiento de nuestros dispositivos. Con este fin, los investigadores de UTokyo de la Escuela de Graduados de Ingeniería y la Escuela de Graduados de Ciencias Fronterizas exploran el campo emergente de la espintrónica.
"Espero que nuestra investigación conduzca a dispositivos de memoria y lógica basados en spintronic", dijo Ohya. "Dentro de décadas, las personas deberían ver los teléfonos inteligentes y centros de datos spintronic. Nos daría un aumento increíble en el rendimiento en áreas como la inteligencia artificial y más allá".
Spintronics, también conocido como "electrónica de espín", explota una propiedad intrínseca de los electrones llamados espín, responsables del comportamiento magnético, para realizar funciones. Por ejemplo, la computación se basa en estados conmutables de un material físico como una forma de transferir información.Famosamente, el código binario que comprende 1 y 0 está representado por niveles de voltaje en cables de comunicación o estados magnéticos de un metal magnético en un disco duro. Cuanto más rápido sea el cambio entre estados, mayor será el rendimiento del dispositivo. En dispositivos espintrónicos, estados de magnetización de espín discretosrepresentar dígitos binarios.
Una forma en que los investigadores crean esta propiedad es irradiando un material magnético especial con pulsos cortos pero de alta frecuencia de radiación de terahercios, similar a la de los escáneres corporales de aeropuertos. La radiación voltea los electrones en este material: arseniuro de manganeso ferromagnético MnAs- y por lo tanto su magnetización, en menos de un picosegundo, tres órdenes de magnitud más rápido que los transistores cambian en microchips. Otros investigadores han intentado esto antes, pero el cambio magnético en respuesta a los pulsos fue solo del 1 por ciento, demasiado pequeño para ser de uso práctico.
Ahora, sin embargo, Ohya y su equipo demostraron con éxito un cambio de mayor magnitud en la magnetización de nanopartículas de MnAs sometidas a pulsos de terahercios. Esta mayor respuesta del 20 por ciento significa que podría ser más útil en la investigación y sugiere posibles aplicaciones futuras. Su truco fuepara aprovechar el componente eléctrico de la radiación electromagnética de terahercios en lugar del componente magnético.
"Hasta ahora, los investigadores en esta área usaban películas metálicas ferromagnéticas para estudiar la modulación de magnetización en terahercios, pero esto impedía la energía de la radiación", dijo Ohya. "En cambio, incorporamos nuestras nanopartículas ferromagnéticas en una película semiconductora de 100 nanómetros de espesor. Esto dificulta la radiaciónmucho menos para que el campo eléctrico de terahercios alcance y voltee uniformemente los giros y, por lo tanto, la magnetización de las nanopartículas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Tokio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :