Ingeniører opnår et betydeligt gennembrud inden for spin -wave -baseret informationsteknologi

Konventionelle elektroniske apparater gør brug af halvlederkredsløb, og de sender information ved hjælp af elektriske ladninger. Imidlertid, sådanne enheder presses til deres fysiske grænse, og teknologien står over for enorme udfordringer for at imødekomme den stigende efterspørgsel efter hastighed og yderligere miniaturisering. Spinbølge -baserede enheder, som anvender kollektive ophidselser af elektroniske spins i magnetiske materialer som informationsbærer, har et stort potentiale som hukommelsesenheder, der er mere energieffektive, hurtigere, og højere i kapacitet.

Mens spinbølge -baserede enheder er et af de mest lovende alternativer til den nuværende halvlederteknologi, Spinbølgesignaludbredelse er anisotrop i naturen - dens egenskaber varierer i forskellige retninger - hvilket udgør udfordringer for praktiske industrielle anvendelser af sådanne enheder.

Et forskerhold ledet af professor Adekunle Adeyeye fra Institut for Elektroteknik og Computeringeniør ved NUS Tekniske Fakultet, har for nylig opnået et betydeligt gennembrud inden for teknologi til behandling af spin -information. Hans team har med succes udviklet en ny metode til samtidig udbredelse af spinbølgesignaler i flere retninger på samme frekvens, uden behov for noget eksternt magnetfelt.

Ved hjælp af en ny struktur omfattende forskellige lag af magnetiske materialer til at generere spinbølgesignaler, denne fremgangsmåde muliggør operationer med meget lav strøm, gør den velegnet til enhedsintegration samt energieffektiv drift ved stuetemperatur.

"Evnen til at udbrede spinbølgesignal i vilkårlige retninger er et centralt krav for faktisk implementering af kredsløb. Derfor, implikationen af ​​vores opfindelse er vidtrækkende og løser en central udfordring for den industrielle anvendelse af spinbølgeteknologi. Dette vil bane vejen for ikke-gebyrbaseret informationsbehandling og realisering af sådanne enheder, "sagde Dr. Arabinda Haldar, som er første forfatter til undersøgelsen og tidligere var stipendiat ved instituttet på NUS. Dr. Haldar er i øjeblikket adjunkt ved Indian Institute of Technology Hyderabad.

Forskergruppen offentliggjorde resultaterne af deres undersøgelse i det videnskabelige tidsskrift Videnskab fremskridt den 21. juli 2017. Denne opdagelse bygger på en tidligere undersøgelse af teamet, der blev offentliggjort i Naturnanoteknologi i 2016, hvor en ny enhed, der kunne transmittere og manipulere spinbølgesignaler uden behov for eksternt magnetfelt eller strøm blev udviklet. Forskergruppen har indgivet patenter på disse to opfindelser.

"I fællesskab, begge opdagelser ville muliggøre on-demand-kontrol af spinbølger, såvel som lokal manipulation af information og omprogrammering af magnetiske kredsløb, hvilket muliggør implementering af spin -wave -baseret computing og sammenhængende behandling af data, "sagde prof. Adeyeye.

Bevæger sig fremad, teamet undersøger brugen af ​​nye magnetiske materialer for at muliggøre sammenhængende langdistance -spinbølgesignaltransmission, for at fremme anvendelserne af spinwave -teknologi.