Engenheiros da Universidade de Delaware descobriram uma nova maneira de combinar forças magnéticas e elétricas na computação, uma descoberta que poderia abrir caminho para computadores dramaticamente mais rápidos e que consomem muito menos energia.
Pequenas ondas magnéticas criam sinais elétricos
Em um estudo publicado pelo Dr. Anais da Academia Nacional de CiênciasPesquisadores do Centro de Materiais Híbridos, Ativos e Responsivos (CHARM) da universidade, um centro de ciência e engenharia de pesquisa de materiais financiado pela National Science Foundation, relatam que magnons – minúsculas ondas magnéticas que viajam através de sólidos – são capazes de gerar sinais elétricos mensuráveis.
A descoberta sugere que os futuros chips de computador poderiam integrar diretamente sistemas magnéticos e elétricos, eliminando a necessidade de trocas constantes de energia que limitam o desempenho dos dispositivos atuais.
Como Magnon transmite informações
A eletrônica tradicional depende do fluxo de elétrons carregados, que perdem energia na forma de calor à medida que passam pelo circuito. Em contraste, os magnons transportam informações através do “spin” sincronizado dos elétrons, criando padrões semelhantes a ondas em um material. De acordo com o modelo teórico desenvolvido pela equipe da UD, quando essas ondas magnéticas viajam através de materiais antiferromagnéticos, podem induzir a polarização elétrica, criando efetivamente uma tensão mensurável.
Rumo à computação ultrarrápida e com eficiência energética
Os magnons antiferromagnéticos podem se mover em frequências terahertz – cerca de mil vezes mais rápido que as ondas magnéticas na matéria convencional. Essa velocidade excepcional aponta um caminho promissor para a computação ultrarrápida e de baixo consumo de energia. Os investigadores estão agora a trabalhar para verificar as suas previsões teóricas com experiências e para investigar como os magnões interagem com a luz, o que poderá levar a formas mais eficazes de os controlar.
Avanços na pesquisa de materiais quânticos
Este trabalho contribui para o objetivo mais amplo do CHARM de desenvolver materiais quânticos híbridos para tecnologias de ponta. Os pesquisadores do centro estudam como diferentes tipos de materiais – como sistemas magnéticos, eletrônicos e quânticos – podem ser combinados e controlados para criar tecnologias de próxima geração. CHARM visa projetar materiais inteligentes que respondam ao seu ambiente e possibilitem avanços em computação, energia e comunicações.
O estudo foi coautor de Federico Garcia-Gaitan, Yafei Ren, M. Benjamin Jungfleish, John Q. Jiao, Branislav K. Nikolich, Joshua Gide e Garnett W. Bryant (NIST/Universidade de Maryland). O financiamento foi fornecido pela National Science Foundation sob o prêmio DMR-2011824
