Uma equipe de pesquisadores da Alemanha e da Áustria deu um importante passo no campo emergente da magnônica, que promete criar processadores até mil vezes mais rápidos e sem superaquecimento.
Ao contrário da computação tradicional, baseada em correntes elétricas, a magnônica utiliza magnons, quasipartículas que representam ondas de spin — distúrbios de onda em uma rede magneticamente ordenada de elétrons. Esses distúrbios podem surgir na superfície de determinados materiais magnéticos, possibilitando uma nova forma de transferência de energia e informação.
“Imagine um lago tranquilo onde uma pedra é lançada. As ondas que se propagam a partir do ponto de impacto são análogas ao que chamamos de ondas de spin em um material magnético. Essas ondas podem transferir energia e dados entre pontos distantes com perdas mínimas,” explica Sabri Koraltan, da Universidade de Viena, na Áustria.
Essas ondas, ou magnons, criam uma ponte entre eletricidade e magnetismo, assim como o spin dos elétrons impulsionou o campo da spintrônica. Por muitos anos, os cientistas vêm explorando formas de utilizar magnons para desenvolver a tecnologia magnônica.
Agora, a equipe avançou nessa direção, criando circuitos magnônicos reprogramáveis que utilizam corrente alternada para movimentar e redirecionar as ondas de spin conforme necessário.
Correntes Alternadas e Magnetismo
Até o momento, a movimentação de magnons era geralmente realizada por meio de nanoantenas, que operam com ondas de comprimento muito curto. No entanto, as nanoantenas disponíveis eram difíceis de fabricar e apresentavam baixa eficiência.
A equipe de pesquisa, então, optou por utilizar corrente elétrica alternada. Essa corrente flui diretamente por uma pilha magnética que possui padrões magnéticos em rotação. “Com uma configuração de corrente alternada lateral em pares de vórtices ferrimagnéticos sintéticos, conseguimos gerar ondas de spin com uma eficiência que supera os métodos tradicionais em várias ordens de magnitude,” explicou Koraltan.
Os sistemas ferrimagnéticos sintéticos são compostos por materiais que têm padrões de magnetização opostos: se a camada superior apresenta um vórtice girando no sentido horário, a camada inferior gira no sentido anti-horário. Essa configuração permite excitar o padrão de magnetização por meio dos campos magnéticos gerados pela corrente alternada, resultando em alta eficiência.
“Além disso, ao integrar materiais especiais que alteram sua magnetização quando submetidos a uma tensão, conseguimos demonstrar que a direção das ondas de spin pode ser ajustada dinamicamente ao modificar a intensidade da corrente aplicada. Isso representa um avanço significativo em direção ao desenvolvimento de dispositivos magnônicos ativos,” acrescentou Koraltan.
A capacidade de redirecionar as ondas de spin sob demanda abre novas possibilidades para a criação de circuitos magnônicos reprogramáveis, potencializando sistemas de computação mais adaptáveis e energeticamente eficientes.
Achou útil essa informação? Compartilhe com seus amigos!
Deixe-nos a sua opinião aqui nos comentários.