Dispositivos eletrônicos convencionais fazem uso de circuitos semicondutores e transmitem informações por cargas elétricas. Contudo, esses dispositivos estão sendo levados ao seu limite físico e a tecnologia está enfrentando imensos desafios para atender à crescente demanda por velocidade e miniaturização adicional. Dispositivos baseados em ondas giratórias, que utilizam excitações coletivas de spins eletrônicos em materiais magnéticos como portadores de informação, têm um enorme potencial como dispositivos de memória que são mais eficientes em termos de energia, mais rápido, e maior em capacidade.
Embora os dispositivos baseados em ondas de spin sejam uma das alternativas mais promissoras para a atual tecnologia de semicondutores, A propagação do sinal de onda de spin é anisotrópica por natureza - suas propriedades variam em diferentes direções - apresentando, assim, desafios para aplicações industriais práticas de tais dispositivos.
Uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Adekunle Adeyeye, do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da Faculdade de Engenharia da NUS, recentemente alcançou um avanço significativo na tecnologia de processamento de informações de ondas de spin. Sua equipe desenvolveu com sucesso um novo método para a propagação simultânea de sinais de ondas de spin em várias direções na mesma frequência, sem a necessidade de qualquer campo magnético externo.
Usando uma nova estrutura que compreende diferentes camadas de materiais magnéticos para gerar sinais de onda de spin, esta abordagem permite operações de ultra-baixo consumo de energia, tornando-o adequado para integração de dispositivos, bem como operação com eficiência energética em temperatura ambiente.
"A capacidade de propagar o sinal de ondas de spin em direções arbitrárias é um requisito fundamental para a implementação real do circuito. a implicação de nossa invenção é de longo alcance e aborda um desafio chave para a aplicação industrial da tecnologia de onda de spin. Isso abrirá o caminho para o processamento de informações sem cobrança e a realização de tais dispositivos, "disse a Dra. Arabinda Haldar, que é o primeiro autor do estudo e anteriormente foi Pesquisador do Departamento da NUS. O Dr. Haldar é atualmente Professor Assistente no Instituto Indiano de Tecnologia de Hyderabad.
A equipe de pesquisa publicou os resultados de seu estudo na revista científica Avanços da Ciência em 21 de julho de 2017. Esta descoberta baseia-se em um estudo anterior da equipe que foi publicado em Nature Nanotechnology em 2016, no qual um novo dispositivo que poderia transmitir e manipular sinais de ondas de spin sem a necessidade de qualquer campo magnético externo ou corrente foi desenvolvido. A equipe de pesquisa registrou patentes para essas duas invenções.
"Coletivamente, ambas as descobertas tornariam possível o controle sob demanda de ondas de spin, bem como a manipulação local de informações e reprogramação de circuitos magnéticos, permitindo assim a implementação de computação baseada em ondas de spin e processamento coerente de dados, "disse o Prof Adeyeye.
Seguindo em frente, a equipe está explorando o uso de novos materiais magnéticos para permitir a transmissão coerente de um sinal de onda de spin de longa distância, de modo a promover as aplicações da tecnologia de onda de spin.
