Cientistas do Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) mostraram como uma grade de cobalto pode ser programada de forma confiável em temperatura ambiente. Além disso, eles descobriram que para cada buraco ("antídoto"), três estados magnéticos podem ser configurados em uma grade magnética perfurada em escala nanométrica. Os resultados foram publicados na revista Relatórios Científicos .

O físico Rantej Bali do HZDR, junto com cientistas de Cingapura e Austrália, projetou uma estrutura de grade especial em uma fina camada de cobalto para programar suas propriedades magnéticas. Colegas da Universidade Nacional de Cingapura produziram a grade usando um processo fotolitográfico semelhante ao usado atualmente na fabricação de chips. Furos de aproximadamente 250 nanômetros, os chamados antídotos, foram criados em intervalos regulares com interespaços de apenas 150 nanômetros na camada de cobalto. Para poder programá-lo de forma estável, os especialistas de Cingapura seguiram o projeto de Dresden, que especificou uma espessura de camada de metal de aproximadamente 50 nanômetros.

Nessas dimensões, a grade de antídoto de cobalto exibiu propriedades interessantes. A equipe do Dr. Bali descobriu que, com a ajuda de um campo magnético aplicado externamente, três estados magnéticos distintos em torno de cada orifício podem ser configurados. Os cientistas chamaram esses estados de "G", "C" e "Q." Dr. Bali diz, "Ao otimizar a geometria do antídoto, fomos capazes de mostrar que os giros, ou os momentos magnéticos dos elétrons, poderia ser programado de forma confiável em torno dos orifícios. "

Blocos de construção para lógica futura

Uma vez que os orifícios individualmente programáveis ​​estão situados em uma camada de metal magnética, a geometria da grade tem uso potencial em computadores que funcionariam com ondas de spin em vez da corrente elétrica. "As ondas giratórias são semelhantes às chamadas ondas mexicanas que você vê em um estádio de futebol. A onda se propaga pelo estádio, mas os fãs individuais - no nosso caso, os elétrons - fique sentado ", explica o Dr. Bali. Os chips lógicos que utilizam essas ondas de spin usariam muito menos energia do que os processadores de hoje, porque nenhuma corrente elétrica está envolvida.

Muitos estados magnéticos podem ser realizados na grade perfurada para que as ondas de spin possam, por exemplo, receber instruções específicas. Isso poderia permitir uma velocidade de processamento mais alta em futuros chips lógicos. "Nossas grades perfuradas também podem funcionar como componentes para futuros circuitos que trabalham com ondas de spin", diz o Dr. Bali. O doutorando Tobias Schneider está agora investigando a dinâmica desenvolvida pelas ondas de spin em tais grades perfuradas. Entre outros aspectos, ele está participando do desenvolvimento de programas especiais de computador que possibilitam o cálculo complexo dos estados magnéticos em grades perfuradas.