p O magnetismo oferece novas maneiras de criar computadores mais poderosos e eficientes em energia, mas a realização da computação magnética em nanoescala é uma tarefa desafiadora. Um avanço crítico no campo da computação de potência ultrabaixa usando ondas magnéticas é relatado por uma equipe conjunta de Kaiserslautern, Jena e Viena no jornal Nano Letras . p Uma perturbação local na ordem magnética de um ímã pode se propagar através de um material na forma de uma onda. Essas ondas são conhecidas como ondas de spin e suas quase-partículas associadas são chamadas de magnons. Cientistas da Technische Universität Kaiserslautern, Innovent e.V. Jena e a Universidade de Viena são conhecidas por sua experiência no campo de pesquisa chamado 'magnônica, 'que utiliza magnons para o desenvolvimento de novos tipos de computadores, potencialmente complementando os processadores convencionais baseados em elétrons usados ​​hoje em dia.

p "Uma nova geração de computadores usando magnons poderia ser mais poderosa e, sobre tudo, consomem menos energia. Um dos principais pré-requisitos é que somos capazes de fabricar, os chamados guias de onda de modo único, que nos permite usar esquemas avançados de processamento de sinais baseados em ondas, "diz o professor júnior Philipp Pirro, um dos principais cientistas do projeto. "Isso requer empurrar os tamanhos de nossas estruturas para a faixa nanométrica. O desenvolvimento de tais conduítes se abre, por exemplo, um acesso ao desenvolvimento de sistemas de computação neuromórficos inspirados nas funcionalidades do cérebro humano. "

p Contudo, o downscaling da tecnologia magnônica para a nanoescala é um desafio:"Um material muito promissor para aplicações magnônicas é o ítrio-ferro granada (YIG). YIG é um tipo de 'material magnético nobre', pois os magnons vivem nele cerca de cem vezes mais do que em outros materiais , "diz o professor Andrii Chumak da Universidade de Viena, o líder do projeto. "Mas tudo tem seu preço:o YIG é muito complexo e difícil de manusear se você tentar fazer estruturas minúsculas com ele. É por isso que as estruturas YIG tiveram tamanhos milimétricos por décadas, e só agora conseguimos descer para 50 nanômetros, que é cerca de 100, 000 vezes menor. "

p Por esta, uma nova tecnologia especial foi desenvolvida no Nano Structuring Center da Technische Universität Kaiserslautern usando filmes YIG produzidos pelo colaborador Dr. Carsten Dubs da Innovent e.V. de Jena. Uma fina camada de metal, chamada de máscara, é fabricado em cima do YIG, deixando a maior parte do filme exposta. Em seguida, a amostra é bombardeada por um poderoso fluxo de íons de argônio, que remove as partes desprotegidas do YIG, enquanto o material abaixo da máscara permanece intocado. Após, a máscara metálica é removida, revelando uma tira fina de 50 nm do YIG acabado.

p "Crucial para o sucesso de todo o processo foi encontrar os materiais adequados para a máscara, para descobrir qual deve ser sua espessura e ajustar dezenas de parâmetros diferentes para salvar as propriedades de YIG, "diz Björn Heinz, o autor principal do artigo. "Após vários anos de investigações, finalmente encontramos o que estávamos procurando na combinação de camadas de cromo e titânio. "

p A largura da estrutura YIG é cerca de mil vezes menor que a espessura de um cabelo humano. Após a estruturação bem-sucedida, os cientistas continuaram a estudar a propagação de magnons para avaliar se as estruturas YIG de tamanho nano mantinham as propriedades superiores dos materiais dos filmes YIG.

p “Pudemos mostrar que o processo de estruturação teve um impacto mínimo nas fantásticas propriedades deste material, "Heinz diz." Além disso, fomos capazes de provar experimentalmente que os magnons podem transportar informações com eficiência por longas distâncias nos conduítes, como foi previsto teoricamente antes. Esses resultados são um marco significativo no desenvolvimento de circuitos magnônicos e comprovam a viabilidade geral do processamento de dados baseado em magnons. "