Los científicos del Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) han demostrado cómo una rejilla de cobalto se puede programar de forma fiable a temperatura ambiente. Además, han descubierto que por cada agujero ("antídoto"), Se pueden configurar tres estados magnéticos en una rejilla perforada magnética a escala nanométrica. Los resultados se han publicado en la revista Informes científicos .

El físico Rantej Bali del HZDR, junto con científicos de Singapur y Australia, diseñó una estructura de rejilla especial en una fina capa de cobalto para programar sus propiedades magnéticas. Colegas de la Universidad Nacional de Singapur produjeron la cuadrícula mediante un proceso fotolitográfico similar al que se utiliza actualmente en la fabricación de chips. Aproximadamente 250 orificios de tamaño nanométrico, los llamados antídotos, se crearon a intervalos regulares con espacios intermedios de sólo 150 nanómetros en la capa de cobalto. Para poder programarlo de forma estable, los expertos de Singapur siguieron el diseño de Dresde, que especificó un espesor de capa de metal de aproximadamente 50 nanómetros.

En estas dimensiones, la cuadrícula de antídoto de cobalto mostró propiedades interesantes. El equipo del Dr. Bali descubrió que con la ayuda de un campo magnético aplicado externamente, Se pueden configurar tres estados magnéticos distintos alrededor de cada agujero. Los científicos llamaron a estos estados "G", "C" y "Q." El Dr. Bali dice:"Al optimizar la geometría del antídoto, pudimos demostrar que los giros, o los momentos magnéticos de los electrones, podría programarse de forma fiable alrededor de los orificios ".

Bloques de construcción para la lógica futura

Dado que los orificios programables individualmente están situados en una capa de metal magnético, la geometría de la cuadrícula tiene un uso potencial en computadoras que trabajarían con ondas de espín en lugar de la corriente eléctrica. "Las ondas giratorias son similares a las llamadas ondas mexicanas que se ven en un estadio de fútbol. La onda se propaga por el estadio, pero los fans individuales, en nuestro caso, los electrones, permanezcan sentados ", explica el Dr. Bali. Los chips lógicos que utilizan tales ondas de giro consumirían mucha menos energía que los procesadores actuales, porque no hay corriente eléctrica involucrada.

Se pueden realizar muchos estados magnéticos en la rejilla perforada para que las ondas de espín puedan, por ejemplo, recibir instrucciones específicas. Esto podría permitir una mayor velocidad de procesamiento en futuros chips lógicos. "Nuestras rejillas perforadas también podrían funcionar como componentes para futuros circuitos que trabajen con ondas de giro", dice el Dr. Bali. El candidato a doctorado Tobias Schneider ahora está investigando la dinámica desarrollada por las ondas de espín en tales cuadrículas perforadas. Entre otros aspectos, participa en el desarrollo de programas informáticos especiales que hacen posible el cálculo complejo de los estados magnéticos en rejillas perforadas.