Z granatem gadolinowo-galowym w drodze do (prawie) bezprądowego komputera
Odkrycie dokonane przez zespół badaczy z Wiednia przybliża rozwój (prawie) bezprądowych komputerów magnonicznych (nie magnetycznych!).
Komputery magnetyczne przesyłają informacje za pomocą fal magnetycznych zamiast sygnałów elektrycznych. Badania w tym kierunku trwają już od jakiegoś czasu, ponieważ komputery oparte na elektronach coraz częściej osiągają swoje granice. Jednak do tej pory nie było możliwe stworzenie komputerów (prawie) bezprądowych. Nowe rozwiązanie opracowane przez grupę badawczą „Nanomagnetism and Magnonics” na Uniwersytecie Wiedeńskim, które wykorzystuje granat gadolinowo-galowy (GGG), przynosi powiew świeżości.
Szybka transmisja informacji za pośrednictwem fal krótkich
Główną rolę w komputerach magnonicznych odgrywają spiny magnetyczne, które rozchodzą się falami w materiale. Quasi-cząstki tych fal spinowych nazywane są „magnonami”. Jak dotąd największym wyzwaniem w dziedzinie magnoniki było zmniejszenie długości fal spinowych. Im jest ona krótsza, tym szybciej przesyłane są informacje. Do tej pory długość fali można było skrócić tylko przy użyciu bardzo złożonych struktur hybrydowych lub synchrotronu, tj. akceleratora cząstek. Ponieważ takie procesy są bardzo kosztowne, badania nad komputerami magnonicznymi od pewnego czasu stoją w miejscu.
Kluczem jest intensywność
Nowe odkrycie wiedeńskiej grupy badawczej polega na tym, że długość fali fal spinowych można zmieniać poprzez ich intensywność. Współautor badania i ponownie szef zespołu NonoMag, Andrii Cumak, używa metafory, aby opisać to w kategoriach laika: „Pomocne jest wyobrażenie sobie metody za pomocą światła. Jeśli zmienisz długość fali światła, zmieni się jego kolor. Jeśli jednak zmienisz intensywność, zmieni się tylko jasność. W tym przypadku znaleźliśmy sposób na zmianę koloru poprzez zmianę intensywności fal spinowych. Zjawisko to pozwoliło nam wzbudzić znacznie krótsze i lepsze fale spinowe”.
Ważny krok na drodze do złożonych systemów
Jak dotąd naukowcom udało się wzbudzić fale o długości 200 nanometrów. Symulacje wykazały jednak, że możliwe są jeszcze krótsze długości fal. Naukowcom udało się również wygenerować fale spinowe o stałej amplitudzie, co jest ważne dla rozwoju układów scalonych. Te z kolei są centralnym elementem do budowy bardziej złożonych systemów, a tym samym ostatecznie do opracowania w pełni funkcjonalnego komputera magnonowego. Cel ten nie został jeszcze osiągnięty, ale podróż trwa.
Gal i gadolin są poszukiwanymi aktywami materialnymi
Granat gadolinowo-galowy jest produkowany syntetycznie i jest często wykorzystywany w przemyśle, na przykład do produkcji elementów optycznych.
Jego główne składniki, gal i gadolin, to metale, na które istnieje duże zapotrzebowanie w produkcji. Jako inwestycja w aktywa rzeczowe, surowce te oferują również interesującą i nieopodatkowaną okazję inwestycyjną z atrakcyjnymi potencjalnymi zwrotami po rocznym okresie posiadania.