Engenheiros da Universidade de Delaware descobriram uma nova maneira de conectar magnetismo e eletricidade na computação, uma descoberta que pode abrir caminho para que os computadores funcionem muito mais rápido e usem muito menos energia.
Pequenas ondas magnéticas produzem sinais elétricos
Num estudo publicado em Anais da Academia Nacional de CiênciasPesquisadores do Centro de Materiais Híbridos de Resposta Ativa (CHARM) da universidade, um centro de ciência e engenharia financiado pela National Science Foundation para pesquisa de materiais, relatam que magnons – minúsculas ondas magnéticas que viajam através de materiais sólidos – podem produzir sinais elétricos mensuráveis.
A descoberta sugere que os futuros chips de computador poderiam fundir diretamente sistemas magnéticos e elétricos, eliminando a necessidade de troca constante de energia que limita o desempenho dos dispositivos atuais.
Como os magnons transmitem informações
A eletrônica tradicional depende do fluxo de elétrons carregados, que perdem energia na forma de calor à medida que passam por um circuito. Em contraste, os magnons transportam informações através do “spin” sincronizado dos elétrons, criando padrões semelhantes a ondas no material. De acordo com um modelo teórico desenvolvido pela equipe da UD, quando essas ondas magnéticas passam por materiais antiferromagnéticos, podem induzir polarização elétrica, produzindo efetivamente uma tensão mensurável.
Rumo à computação ultrarrápida e com baixo consumo de energia
Os magnons antiferromagnéticos podem se mover em frequências terahertz, cerca de mil vezes mais rápido que as ondas magnéticas em materiais convencionais. Essa velocidade extraordinária aponta para um caminho promissor em direção à computação ultrarrápida e de baixo consumo de energia. Os investigadores estão agora a trabalhar para testar experimentalmente as suas previsões teóricas e estudar como os magnões interagem com a luz, o que poderá levar a formas mais eficientes de os controlar.
Avanço na pesquisa de materiais quânticos
Este trabalho contribui para o objetivo maior do CHARM de desenvolver materiais quânticos híbridos para uso em tecnologias de ponta. Os pesquisadores do centro estudam como diferentes tipos de materiais, como sistemas magnéticos, eletrônicos e quânticos, podem ser combinados e controlados para criar tecnologias de próxima geração. O objetivo do CHARM é projetar materiais inteligentes que respondam ao seu ambiente e possibilitem avanços em computação, energia e comunicações.
Os co-autores do estudo incluem Federico Garcia-Gaitan, Yafei Ren, M. Benjamin Jungfleisch, John Q. Xiao, Branislav K. Nikolić, Joshua Zide e Garnett W. Bryant (NIST/Universidade de Maryland). O financiamento é fornecido pelo Prêmio National Science Foundation DMR-2011824
