Investigadors de la UB i de la Universitat de Nova York mostren com crear i controlar ones dʼspin en nanoestructures

Ferran Macià, investigador del Departament de Física Fonamental de la UB i primer autor de l’article.
Ferran Macià, investigador del Departament de Física Fonamental de la UB i primer autor de l’article.
Recerca
(18/11/2014)

Un equip de físics de la UB i de la Universitat de Nova York (NYU) han desenvolupat un mètode per controlar les oscil·lacions que tenen lloc dins d'un material magnètic i que es poden utilitzar per emmagatzemar i transportar informació. Aquest descobriment podria millorar la capacitat de càlcul i alhora reduir el consum dʼenergia dels nous processadors.

Els resultats es publiquen a la revista Nature Nanotechnology i mostren com es pot manipular ones d'spin en nanomaterials magnètics. Aquestes ones són molt semblants a les que es propaguen per la superfície d'un oceà. A més, les ones dʼspin, igual que les electromagnètiques (com ara la llum o les ones de ràdio), també poden transferir energia i informació d'un lloc a un altre de manera eficient.

Ferran Macià, investigador del Departament de Física Fonamental de la UB i primer autor de l’article.
Ferran Macià, investigador del Departament de Física Fonamental de la UB i primer autor de l’article.
Recerca
18/11/2014

Un equip de físics de la UB i de la Universitat de Nova York (NYU) han desenvolupat un mètode per controlar les oscil·lacions que tenen lloc dins d'un material magnètic i que es poden utilitzar per emmagatzemar i transportar informació. Aquest descobriment podria millorar la capacitat de càlcul i alhora reduir el consum dʼenergia dels nous processadors.

Els resultats es publiquen a la revista Nature Nanotechnology i mostren com es pot manipular ones d'spin en nanomaterials magnètics. Aquestes ones són molt semblants a les que es propaguen per la superfície d'un oceà. A més, les ones dʼspin, igual que les electromagnètiques (com ara la llum o les ones de ràdio), també poden transferir energia i informació d'un lloc a un altre de manera eficient.

Lʼobjectiu principal dʼaquesta recerca era desenvolupar un mecanisme per controlar les ones dʼspin. En aquest estudi, els investigadors de lʼequip UB-NYU mostren com les ones dʼspin es poden atrapar mitjançant «gotes» magnètiques: un pas més per aconseguir-ne el control.

«Les ones dʼspin tenen potencial per portar el processament de la informació a un estadi superior al de lʼera digital, més inspirat en com funciona el cervell», explica Ferran Macià, investigador del Departament de Física Fonamental de la UB i primer autor de lʼarticle. «Els nostres resultats mostren que podem crear ones dʼspin en espais minúsculs confinats i que podem emmagatzemar-hi energia. Ara ens falta investigar fins a quin punt es poden propagar aquestes ones i com sʼhan dʼutilitzar per codificar informació».

Els altres autors de l'estudi són Andrew Kent, de la Universitat de Nova York, i Dirk Backes, abans investigador postdoctoral també a la NYU, i actualment a la Universitat de Cambridge.


«Gotes» magnètiques per atrapar les ones dʼspin

En l'estudi els investigadors han dut a terme una sèrie d'experiments mitjançant els quals van construir contactes elèctrics a escala nanomètrica per on injectar corrents elèctrics en materials magnètics —un procés desenvolupat especialment per crear i controlar els moviments de les ones dʼspin—. En concret, mitjançant la interacció de diferents forces magnètiques van ser capaços d'atrapar les ones dʼspin en «gotes» magnètiques. Ara, diuen els científics, caldria centrar-se en la manera de moure lʼenergia localitzada a les gotes.

«Sabíem que les ones dʼspin es podien propagar però en aquest estudi hem demostrat que també les podem capturar en un lloc específic», explica Macià. «Canviant les forces magnètiques —per exemple, amb corrents elèctrics o corrents dʼspin—, hauríem de ser capaços de fer que les gotes magnètiques emetin lʼenergia guardada en la direcció que més ens interessi».

 

Article:

F. Macià, D. Backes i A. D. Kent. «Stable Magnetic Droplet Solitons in Spin Transfer Nanocontacts». Nano Technology, 17 de novembre de 2014.