TU Delftin tutkijat ovat onnistuneet yhdistämään spintroniikan ja nanofototoniikan kaksiulotteiseen materiaaliin. He ovat löytäneet keinon muuttaa spin-informaation ennustettavaksi valosignaaliksi huoneenlämmössä. Havainto voi johtaa energiataloudelliseen datankäsittelytapaan esimerkiksi datakeskuksissa.
Tutkimus rakentui nanokonstruktion ympärille, joka koostui kahdesta osasta: erittäin ohut hopeasäie ja 2D-materiaali volframidisulfidi. Hopeasäie kiinnitettiin volframidisulfidille, jonka paksuus oli vain neljä atomia. Ympyräpolarisoidun valon avulla he loivat eksitoneja, jolla on tietty pyörimissuunta. Tämä spinin suunta voitiin alustaa käyttämällä laservalon pyörimissuuntaa.
Eksitonit ovat elektroneita, jotka pomppivat pois kiertoradoiltaan. Tämän tekniikan avulla lasersäde varmistaa, että elektronit lanseerataan laajemmalle kiertoradalle positiivisesti varautuneen aukon ympärille.
Näin syntyneet eksitonit haluavat palata alkuperäiseen tilaansa ja sen tehdessään ne emittoivat energiapakkauksen valon muodossa. Tämä valo sisältää spin-informaation, mutta se emittoituu kaikkiin suuntiin.
Jotta spin-informaatio voidaan ottaa käyttöön, Delftin tutkijat tukeutuivat aikaisempiin löytöihinsä. He olivat osoittaneet, että kun valo liikkuu pitkin nanolankaa, siihen liittyy pyörivä sähkömagneettinen kenttä, joka on hyvin lähellä lankaa. Valo pyörii lankaosan toisella puolella myötäpäivään ja toisella puolella vastapäivään.
Tutkijoiden luomassa rakenteessa sähkömagneettisen kentän paikallinen pyörimissuunta lukittuu yksikäsitteisesti suuntaan, jolla valo kulkee lankaa pitkin. Näin syntyy suora linkki spin-informaation ja valon etenemissuunnan välillä.
Tällä tavoin herkkä spin-informaatio voidaan helposti muuttaa valosignaaliksi ja kuljettaa paljon pidemmälle etäisyydelle. Tämän huoneenlämmössä toimivan tekniikan ansiosta voidaan helposti tehdä uutta optoelektronista piiritekniikkaa, toteavat tutkijat.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 5.2.2018
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
