Fysikere sætter nyt spin på computerteknologi

Ny forskning fra et hold af DU-fysikere har potentialet til at tjene som grundlaget for næste generations computerteknologi.

I jagten på at gøre computere hurtigere og mere effektive, forskere har undersøgt området spintronics - stenografi for spinelektronik - i håb om at kontrollere elektronens naturlige spin til gavn for elektroniske enheder. Opdagelsen, lavet af professor Barry Zink og hans kolleger, åbner en ny æra for eksperimentelle og teoretiske undersøgelser af spintransport, en metode til at udnytte den naturlige magnetisering, eller spin, af elektroner.

"Vores tilgang kræver en fundamentalt anderledes måde at tænke på, hvordan spin bevæger sig gennem et materiale, "Siger Zink.

Computere er i øjeblikket afhængige af elektroner til at behandle oplysninger, flytte data gennem små, ledninger i nanostørrelse. Disse elektroner genererer varme, imidlertid, når de rejser gennem ledningerne. denne varme, sammen med andre faktorer, begrænser computerens hastighed.

Tidligere forskning har med succes demonstreret spin -transport ved hjælp af krystallinsk, eller bestilt, materialer som magnetiske isolatorer. I Zinks nye undersøgelse, for nylig offentliggjort i Naturfysik , holdet var i stand til at demonstrere spintransport gennem et syntetisk materiale, der især er amorft, eller ikke-bestilt, både magnetisk og strukturelt.

Opdagelsen er vigtig, fordi fremstilling af dette amorfe syntetiske materiale, kendt som yttrium jern granat, er lettere end at dyrke de siliciumkrystaller, der i øjeblikket bruges i computerprocessorer.

"De eksisterende materialer, der vides at have denne type spin -transport, er vanskelige at producere, " siger Zink. "Vores materiale er meget nemt at producere, enkel at arbejde med og muligvis mere omkostningseffektiv. "

Dekan Andrei Kutateladze fra Institut for Naturvidenskab og Matematik understreger betydningen af ​​teamets resultater.

"Dette spektakulære resultat fra Zink -forskergruppen illustrerer rigeligt det pulserende forskningsmiljø i divisionen, hvor lærer-lærde skaber ny viden, der arbejder hånd i hånd med studerende, "siger han." Det understreger også den kritiske betydning af støtte til grundforskning. Ligesom grundforskning i Bell Labs i 50'erne og 60'erne banede vejen for smartphones og andre vidundere ved den nuværende teknologiske revolution, fysikere som Dr. Zink bygger platforme til det næste store teknologiske spring. "

Forskerholdet omfatter Davor Balzar, formand for DU's Institut for Fysik og Astronomi, kandidatstuderende Devin Wesenberg og Rachel Bennett, nyslået doktorgradsindehaver Alex Hojem og kolleger ved Colorado State University. Forskerne udførte deres forskning ved hjælp af specialdesignede mikromaskinerede termiske isoleringsplatforme i DU's fysiklaboratorier. Teamets næste skridt er at foretage flere test og verifikation.

"Vi ser efter, om vi kan gengive dette i forskellige typer amorfe materialer, da der ikke er meget kendt om sådanne materialer, "Zink siger." Tyve år fra nu, de kunne være en vigtig del af, hvordan computere fungerer. "

En kerneopgave for DU's afdeling for naturvidenskab og matematik er at tilbyde studerende en hidtil uset adgang til forskningsmuligheder. Ved at arbejde sammen med anerkendte fakultetsmentorer i avancerede faciliteter, studenter og kandidater er i stand til at anvende deres nyvundne viden til forskning, der ændrer liv og udfordrer ideer.