Прорыв связывает магнетизм и электричество для более быстрых технологий

Исследователи из Университета Делавэра обнаружили новый способ соединения магнитных и электрических сил в вычислительных системах. Они установили, что магноны — крошечные магнитные волны, перемещающиеся через твердые материалы, — способны генерировать измеримые электрические сигналы в антиферромагнитных материалах. Это открытие предполагает, что будущие компьютерные чипы смогут напрямую объединять магнитные и электрические системы, устраняя необходимость в постоянном энергообмене, который ограничивает производительность современных устройств.

В отличие от традиционной электроники, которая опирается на потоке заряженных электронов, теряющих энергию в виде тепла, магноны переносят информацию через синхронизированный «спин» электронов, создавая волнообразные паттерны по материалу. Согласно теоретическим моделям команды UD, когда эти магнитные волны проходят через антиферромагнитные материалы, они могут индуцировать электрическую поляризацию, фактически создавая измеримое напряжение. Антиферромагнитные магноны могут двигаться с терагерцовыми частотами — примерно в тысячу раз быстрее, чем магнитные волны в обычных материалах.

Это исследование способствует достижению более крупной цели Центра гибридных, активных и реактивных материалов по разработке гибридных квантовых материалов для передовых технологий. Ученые сейчас работают над экспериментальной проверкой теоретических предсказаний и изучением взаимодействия магнонов со светом, что может привести к еще более эффективным способам управления ими для создания сверхбыстрых и энергоэффективных вычислительных систем.