Ускорение передачи данных обеспечит антиферромагнитная ржавчина

Антиферромагнитные изоляторы способны ускорить вычисления в тысячу раз по сравнению с обычной электроникой. При этом значительно уменьшится тепловыделение, благодаря чему компоненты могут быть упакованы ближе друг к другу, и логические модули, таким образом, станут более компактными.

До сих пор главным препятствием к этому было то, что передача информации в антиферромагнитных изоляторах работала только при низких температурах. Устранить этот недостаток смогли физики из Университета Иоганна Гутенберга в Майнце (JGU) вместе с экспериментаторами из лаборатории CNRS/Thales, CEA и Национальной лаборатории интенсивных магнитных полей в Гренобле (Франция), а также с теоретиками из Центра квантовой спинтроники (QuSpin) в Норвежском университете науки и технологий.

В качестве антиферромагнитного изолятора исследователи использовали оксид железа (α-Fe₂O₃), основной компонент ржавчины, поскольку он широко распространён и прост в производстве.

Считалось, что для передачи информации в магнитных изоляторах, возникающие в них волны — возмущения магнитного порядка, под названием магноны — должны иметь круговую поляризацию. В оксиде железа такая поляризация достигается только при низких температурах. Однако, международная команда вышла из положения, аппроксимировав круговую поляризацию наложением двух магнонов с линейной поляризацией, движущихся вместе.

«Возможность использования оксида железа при комнатной температуре делает его идеальной площадкой для разработки сверхбыстрых устройств спинтроники на основе антиферромагнитных изоляторов», — объяснил доктор Ромен Лебрен (Romain Lebrun), исследователь из совместной лаборатории CNRS / Thales и первый автор публикации в Nature Communications.

Вдобавок, изучение оксида железа показало, что он имеет одно из самых низких значений магнитного затухания, которое когда-либо регистрировалось в магнитных материалах, что обеспечивает энергоэффективную передачу на большие расстояния.

Авторы предполагают, что в интенсивных магнитных полях другие антиферромагнитные материалы имеют столь же низкое затухание. Подтверждение этой гипотезы имело бы решающее значение для разработки нового поколения устройств спинтроники.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI