Eletrônica sem eletricidade: um “transistor” magnético foi inventado no MIT

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts propuseram uma nova abordagem para organizar processos computacionais nos quais quase ou mesmo nenhuma corrente elétrica (fluxo de elétrons) é usada. Para isso, são utilizados materiais magnéticos e suas propriedades para alterar a magnetização, além de efeitos quânticos, como a transferência do momento de rotação de partículas elementares. Um transistor magnético convencional pode mudar de um estado para outro sem consumir eletricidade apenas nos efeitos magnéticos e de rotação, o que leva a quase zero de geração de calor.

A parede do domínio altera a fase e a amplitude da onda de rotação (MIT)

Em seus experimentos, os cientistas usaram um fenômeno como uma onda de rotação. Essa é uma propriedade quântica de elétrons em materiais magnéticos com uma estrutura de treliça. Em tais materiais, a magnetização é ordenada e os distúrbios resultantes não são localizados, mas começam a se propagar na forma de uma onda. A idéia é exatamente tentar influenciar essas ondas de magnetização – modulá-las e obter uma troca controlada do estado 0 para o estado 1 e vice-versa.
Até agora, a modulação das ondas de rotação poderia ser alcançada usando uma fita especial usando corrente elétrica. Mas isso é complicado e leva a um aumento no ruído, o que dificulta a medição. Cientistas do MIT propuseram controlar a onda de rotação usando paredes de domínio, os limites condicionais entre duas zonas de magnetização. Para isso, foi desenvolvida uma estrutura de nanofilme de dois nanofilmes de cobalto e níquel, cada um com vários átomos de espessura. Depois disso, os filmes foram fixados em ambos os lados com materiais magnéticos com uma estrutura de treliça especial e incluíram tudo isso em uma cadeia.
Durante o experimento, descobriu-se que, quando uma parede de domínio passava, a onda de rotação alterava sua fase em 180 graus e sua amplitude diminuía. Foi possível corrigir e não exigiu nenhum consumo de energia para a troca. Além disso, a posição da parede do domínio foi controlada usando a mesma onda de rotação. Para fazer isso, foi suficiente aumentar a intensidade das ondas de rotação fornecidas ao circuito de entrada. Quanto mais forte a amplitude das oscilações, mais próxima a parede do domínio se desloca da fonte de ondas de spin (uma analogia impossível é que uma torneira de água comece a flutuar contra o fluxo à medida que a pressão da água aumenta). A combinação de propriedades como modulação controlada (alternância entre dois estados) e a posição controlada dos “portões” no material promete uma nova página em tecnologia de computadores que faz fronteira com computadores quânticos. Os experimentos estão em andamento.
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