Spintroniikkaa pidetään lupaavana konseptina elektroniikan tulevaisuudelle, koska sen avulla voidaan nopeuttaa tietokoneita ja älypuhelimia tehokkaimmin. Max Planckin älykkäiden järjestelmien instituutin (MPI-IS) ja Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorfin (HZDR) yhteistyötutkimus on onnistuneesti tuottanut spinaaltoja paljon helpommin ja tehokkaammin kuin aiemmin pidettiin mahdollisena.
Spinaaltojen tuottaminen tehokkaasti on ollut ongelmallista. Aalto on saatu aikaan mikrometrin paksuisilla metallinauhoilla, jotka on kiinnitetty ohuille magneettisille kerroksille. Niillä on ollut kuitenkin vaikea saada spinaaltojen aallonpituutta pienemmäksi kuin metallinauhan leveys, mikä ei riitä nanometrien integroiduille komponenteille.
Kuitenkin on olemassa vaihtoehto: Pyöreiksi levyiksi muotoiltu magneettinen materiaali herättää vaihtuvalla kentällä magneettisten virtauspyörteiden eli vorteksien muodostumisen, joiden ytimet eivät ole mitoiltaan enempää kuin noin kymmenen nanometriä. Magneettikenttä voi tällöin saada tämän vorteksisydämen värähtelemään, mikä herättää spinaallon kerroksessa.
- Jokin aika sitten tarvitsimme melko monimutkaisia monikerroksisia materiaaleja tämän tekemiseksi. Nyt olemme onnistuneet saamaan spinaaltoja vorteksiytimestä hyvin yksinkertaisessa materiaalissa, tutkija Sebastian Wintz kertoo.
Tutkijoiden materiaalina oli helposti valmistettava nikkeli-rautaseoksen kerros, jonka paksuus on noin 100 nanometriä. Siinä syntyneiden spinaaltojen pituus on vain 80 nanometriä.
Asiantuntijat arvelevat, että lyhyen aallonpituuden syy on tavassa, jolla ne kulkevat. Lähellä nikkelirautakerroksen poikkileikkauskeskusta spin-aalto muodostaa eräänlaisen “solmun”, jonka sisällä magneettinen suunta värähtelee vain ylös- ja alaspäin sen sijaan, että se kulkisi pitkin sen yleistä pyöreää rataa.
Nyt asiantuntijat toivovat, että tutkimuksen tuloksensa auttavat kehittämään spintroniikkaa. - Vortex-ytimemme voisivat esimerkiksi toimia paikallisena, hyvin hallittavana lähteenä tutkia taustalla olevia ilmiöitä ja kehittää uusia konsepteja spinaaltoon perustuvien komponenttien avulla. Havaitsemamme aallot voisivat olla tulevaisuudessa merkityksellisiä vahvasti integroitujen piirien kannalta, tutkija Georg Dieterle visioi.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 18.4.2019
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.
