Стремительный рост числа приложений искусственного интеллекта предъявляет все более высокие требования к нашей энергетической инфраструктуре. Еще одна причина найти энергосберегающие решения для аппаратного обеспечения искусственного интеллекта. Одной из многообещающих идей является использование так называемых спиновых волн для обработки информации. Команда из университетов Мюнстера и Гейдельберга (Германия) во главе с физиком профессором Дж. Рудольф Братшич (Мюнстер) в настоящее время разработал новый способ изготовления волноводов, в которых спиновые волны могут распространяться особенно далеко. Таким образом, они создали самую крупную на сегодняшний день сеть спиновых волноводов. Кроме того, группе удалось специально контролировать свойства спиновой волны, передаваемой по волноводу. Например, они смогли точно изменить длину волны и отражение спиновой волны на определенной границе раздела. Исследование было опубликовано в научном журнале Nature Materials.
Спин электрона - это квантово-механическая величина, которая также описывается как собственный угловой момент. Расположение многих спинов в материале определяет его магнитные свойства. Если к магнитному материалу с помощью антенны приложить переменный ток, генерируя тем самым изменяющееся магнитное поле, спины в материале могут генерировать спиновую волну.
Спиновые волны уже использовались для создания отдельных компонентов, таких как логические элементы, которые обрабатывают двоичные входные сигналы в двоичные выходные сигналы, или мультиплексоры, которые выбирают один из различных входных сигналов. Однако до сих пор компоненты не были соединены в более крупную схему. "Тот факт, что более крупные сети, такие как те, что используются в электронике, еще не реализованы, частично объясняется сильным затуханием спиновых волн в волноводах, которые соединяют отдельные переключающие элементы, особенно если они уже микрометра и, следовательно, находятся на наноуровне", - объясняет Рудольф Братшич.
Группа использовала материал с самым низким из известных в настоящее время затуханием: иттрий-железный гранат (YIG). Исследователи поместили отдельные спиновые волноводы в пленку этого магнитного материала толщиной 110 нанометров с помощью ионного пучка кремния и создали большую сеть из 198 узлов. Новый метод позволяет гибко и воспроизводимо изготавливать сложные конструкции высокого качества.
Немецкий исследовательский фонд (DFG) профинансировал проект в рамках Совместного исследовательского центра 1459 "Разумная материя".
Комментарии