Científicos rusos del MIPT, el Instituto de Ingeniería de Radio y Electrónica V. A. Kotelnikov de la Academia de Ciencias de Rusia y el laboratorio "Metamateriales Magnéticos" de la Universidad Estatal de Saratov están desarrollando medios para controlar la microelectrónica magnética de alta velocidad. Un artículo científico con los resultados de la investigación se publicó en la revista Applied Physics Letters.
¿Cómo funciona?
En la microelectrónica ordinaria, la energía o la información se transfieren mediante corriente eléctrica, representada por la carga eléctrica a través de electrones. En la microelectrónica magnética, la energía o la información se transfieren mediante ondas de espín, en las que las oscilaciones de los momentos magnéticos (espines) de los átomos se transmiten en cadena de un átomo a otro. Los magnones, el análogo cuántico de una onda de espín, pueden encargarse de la transferencia de interacciones magnéticas.
En 2020, el servicio de prensa del MIPT anunció que científicos de Rusia y Estados Unidos habían aprendido a controlar el comportamiento de los magnones mediante destellos de láser ultracortos. Se señaló que, gracias a este descubrimiento, se puede acelerar la creación de ordenadores cuánticos y sistemas de transmisión de información supereficientes.
¿Qué han hecho de nuevo los científicos rusos?
Con el apoyo de subvenciones de la Fundación Científica Rusa, se ha descubierto cómo se pueden utilizar los antiferromagnetos con sus propiedades magnetoelásticas para controlar la microelectrónica magnética de alta velocidad. Utilizando como ejemplo la hematita Fe2O3, un óxido de hierro que muestra sus propiedades a temperatura ambiente, los científicos demostraron el cambio en las propiedades de las ondas de espín en los cristales de hematita bajo influencia externa.
En el transcurso de los experimentos, deformaron mecánicamente una placa con el material y luego, comprimiéndola o estirándola, aumentaron o disminuyeron su frecuencia de resonancia en el rango de los terahercios.
Actualmente, las velocidades de transmisión de información están aumentando rápidamente y los rangos de frecuencias de trabajo se están ampliando. Estos cambios han sido posibles gracias, en particular, a los avances en magnonómica, incluso con la ayuda de materiales antiferromagnéticos. Demuestran una dinámica de espín ultrarrápida y tienen frecuencias propias en las frecuencias de gigahercios y terahercios, lo que abre perspectivas para el desarrollo de dispositivos microelectrónicos magnéticos de alta velocidad y ultraprecisos fundamentalmente nuevos.
Según Bogdanova, los antiferromagnetos, debido a sus propiedades, pueden ser prometedores para su uso en dispositivos de memoria magnética, detectores reconfigurables, generadores de radiación de gigahercios y terahercios y guías de ondas. En el futuro, se planea desarrollar la investigación y fabricar compuestos a partir de capas en las que las frecuencias de las ondas de espín cambiarán con el voltaje eléctrico (heteroestructuras).
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