Akıllı telefonlarda, dizüstü bilgisayarlarda veya ana bilgisayarlarda olsun, Bilginin iletimi, işlenmesi ve depolanması şu anda tek bir malzeme sınıfına dayanıyor. Yaklaşık 60 yıl önce bilgisayar biliminin ilk günlerinde olduğu gibi. Bununla birlikte, yeni bir manyetik malzeme sınıfı, bilgi teknolojisini yeni bir seviyeye yükseltebilir.
Antiferromanyetik izolatörler, önemli ölçüde daha az ısıtma ile geleneksel elektronik cihazlardan bin kat daha hızlı bilgi işlem hızları sağlar. Bileşenler birbirine daha yakın paketlenebilir ve mantık modülleri böylece daha küçük hale gelebilir.
Oda sıcaklığında bilgi aktarımı
Şimdiye kadar sorun, antiferromanyetik yalıtkanlardaki bilgi aktarımının yalnızca düşük sıcaklıklarda çalışmış olmasıydı. Peki kullanabilmek için akıllı telefonlarını buzdolabına kim koymak ister?
Fizikçiler, teorisyenlerle birlikte bu eksikliği ortadan kaldırmayı başardılar. Oda sıcaklığında standart bir antiferromanyetik izolatörde bilgi iletip işleyebildiler ve bunu bilgi işlemenin gerçekleşmesini sağlayacak kadar uzun mesafelerde yapabildiler.
Manyetik izolatörlerde bilgi aktarımı, magnon olarak bilinen manyetik düzenin uyarılmasıyla mümkün olur. Bunlar, bir taş fırlatıldıktan sonra dalgaların bir havuzun su yüzeyinde hareket etmesine benzer şekilde manyetik malzemeler boyunca dalgalar halinde hareket ederler.
Daha önce, bilgiyi verimli bir şekilde iletmek için bu dalgaların dairesel polarizasyona sahip olması gerektiğine inanılıyordu. Demir oksitte, bu tür dairesel polarizasyon yalnızca düşük sıcaklıklarda meydana gelir. Bununla birlikte, uluslararası araştırma ekibi, oda sıcaklığında bile olağanüstü uzun mesafelerde magnonları iletmeyi başardı.
Ama bu nasıl çalıştı?
Tek düzlemli antiferro mıknatıslarda, doğrusal polarizasyona sahip iki magnonun üst üste gelebileceğini ve birlikte hareket edebileceğini fark ettiler. Demir oksidi oda sıcaklığında kullanma imkanı, onu antiferromanyetik izolatörlere dayalı ultra hızlı spintronik cihazların geliştirilmesi için ideal bir oyun alanı haline getiriyor.
Son derece düşük zayıflama, enerji açısından verimli iletim sağlar
Bilgi aktarımı sürecinde önemli bir soru, manyetik malzemeler arasında hareket ederken bilginin ne kadar hızlı kaybolduğudur.
Bu, manyetik sönümlemenin değeri ile kantitatif olarak kaydedilebilir. İncelenen demir oksit, manyetik malzemelerde şimdiye kadar bildirilen en düşük manyetik zayıflamalardan birine sahip. Yüksek manyetik alan tekniklerinin, diğer antiferromanyetik malzemelerin benzer şekilde düşük zayıflamaya sahip olduğunu göstereceğini tahmin ediliyor, bu da yeni nesil spintronik cihazların geliştirilmesi için çok önemlidir.
