Más pequeño, más rápido, más eficiente en el uso de la energía: este es el objetivo hacia el que los desarrolladores de dispositivos electrónicos han estado trabajando durante años. Para poder miniaturizar componentes individuales de teléfonos móviles o computadoras, por ejemplo, actualmente se consideran las ondas magnéticascomo alternativas prometedoras para el funcionamiento de transmisión de datos convencional por medio de corrientes eléctricas. La razón: a medida que los chips se vuelven cada vez más pequeños, la transmisión de datos eléctricos en algún punto alcanza sus límites, porque los electrones que están muy cerca unos de otros emiten mucho calor.- lo que puede conducir a una interrupción de los procesos físicos.
Las ondas magnéticas de alta frecuencia, por el contrario, pueden propagarse incluso en las nanoestructuras más pequeñas y, por lo tanto, transmitir y procesar información. La base física para esto es el llamado giro de electrones en el material magnético, que puede simplificarse como una rotacióndel electrón alrededor de su propio eje. Sin embargo, las ondas de espín en la microelectrónica hasta ahora solo han tenido un uso limitado, debido a la llamada amortiguación, que actúa sobre las ondas de espín y las debilita.
Los físicos de la Universidad de Münster Alemania han desarrollado un nuevo enfoque que elimina la amortiguación no deseada y facilita el uso de ondas de giro. "Nuestros resultados muestran una nueva forma de aplicación de componentes eficientes impulsados por giro", dice el Dr.Vladislav Demidov, jefe del estudio Instituto de Física Aplicada, Grupo de Investigación Demokritov. El nuevo enfoque puede ser relevante para futuros desarrollos en microelectrónica, pero también para futuras investigaciones sobre tecnologías cuánticas y nuevos procesos informáticos. El estudio fue publicado enel periódico " Comunicaciones de la naturaleza . "
Fondo y método :
Magnonics es el nombre del campo de investigación en el que los científicos estudian los espines de electrones y sus ondas en materiales magnéticos. El término se deriva de las partículas del magnetismo, que se llaman magnones correspondientes a las ondas de espín.
La mejor manera de compensar electrónicamente la amortiguación perturbadora de las ondas de espín es el llamado efecto Hall de espín, que se descubrió hace unos años. Los electrones en una corriente de espín se desvían hacia los lados dependiendo de la orientación de su espín, lo que hace quees posible generar y controlar eficientemente las ondas de espín en nano-dispositivos magnéticos. Sin embargo, los llamados efectos no lineales en las oscilaciones conducen al efecto de spin Hall que no funciona correctamente en aplicaciones prácticas, una razón por la cual los científicos aún no han podido darse cuentaondas de giro sin amortiguación.
En su experimento, los científicos colocaron discos magnéticos hechos de permalloy o cobalto y níquel, de unos pocos nanómetros de espesor, sobre una capa delgada de platino. Las llamadas anisotropías magnéticas actuaron en las interfaces de los diferentes materiales, lo que significa quela magnetización tuvo lugar en una dirección dada. Al equilibrar las anisotropías de las diferentes capas, los investigadores pudieron suprimir eficientemente la amortiguación no lineal desfavorable y así lograr ondas de giro coherentes, es decir, ondas cuya frecuencia y forma de onda son las mismas y que, por lo tanto, tienen undiferencia de fase fija. Esto permitió a los científicos lograr una compensación de amortiguación completa en el sistema magnético, permitiendo que las ondas se propaguen espacialmente.
Los científicos esperan que su nuevo enfoque tenga un impacto significativo en los desarrollos futuros en magnónica y espintrónica. "Nuestros hallazgos abren una ruta para la implementación de osciladores spin-Hall capaces de generar señales de microondas con niveles de potencia y coherencia tecnológicamente relevantes".destaca Boris Divinskiy, estudiante de doctorado en el Instituto de Dinámica Magnética No Lineal de la Universidad de Münster y primer autor del estudio.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Münster . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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