En el campo emergente de la espintrónica magnon, los investigadores buscan transportar y procesar información por medio de las llamadas corrientes de espín magnon. A diferencia de las corrientes eléctricas, en el que se basa la tecnología de la información actual, Las corrientes de espín magnon conducen momentos magnéticos. Estos están mediados por ondas magnéticas, o magnones, que se propagan a través de materiales magnéticos. Un bloque de construcción fundamental de la espintrónica magnon es la lógica magnon, mediante el cual se procesan las operaciones lógicas mediante la superposición de corrientes de espín.

Un equipo internacional de físicos de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) y la Universidad de Konstanz en Alemania y la Universidad de Tohoku en Sendai, Japón, Recientemente logró agregar un elemento adicional al conjunto de construcción de la lógica magnon. En una estructura de válvula giratoria que comprende varios ferroimanes, fue posible demostrar que la eficiencia de detección de las corrientes magnónicas depende de la configuración magnética del dispositivo. Generalmente, esto permite a los investigadores controlar la transmisión o el bloqueo de la información entrante. El trabajo de investigación ha sido publicado en la revista online Comunicaciones de la naturaleza con un miembro de la Escuela de Graduados de Excelencia en Ciencia de Materiales con sede en JGU en Mainz (MAINZ) como primer autor.

El objetivo esencial de la espintrónica magnon es reemplazar la carga eléctrica como portador de información por magnones. Entre otras cosas, Magnons ofrecen la posibilidad de computación basada en ondas, que proporciona más opciones para el procesamiento de datos lógicos. Además, los magnones se propagan en aisladores magnéticos con pérdidas comparativamente pequeñas, que ofrece la perspectiva de la implementación de una mejora de la eficiencia energética del procesamiento de datos.

La estructura de la válvula de giro investigada es un sistema de tres capas que comprende el granate de hierro de itrio ferromagnético aislante (YIG), el óxido de cobalto (II) antiferromagnético aislante (CoO), y el ferromagnético cobalto (Co) metálico:YIG / CoO / Co. Por medio de los campos magnéticos oscilantes de las microondas irradiadas, se induce la rotación deliberada de la magnetización YIG, que emite una corriente de espín magnón en el CoO. En la capa metálica de Co, la corriente de giro magnon se convierte en una corriente de carga debido al llamado efecto Hall de giro inverso, y así se detecta.

Dispositivo con forma de interruptor que adelanta o suprime la corriente magnon como señal eléctrica

El experimento demostró que la amplitud de la señal detectada depende en gran medida de la configuración magnética de la válvula de giro. En el caso de alineación antiparalela de la magnetización YIG y Co, la amplitud de la señal es aproximadamente un 120 por ciento mayor que en el estado paralelo. La conmutación repetitiva de la magnetización de Co reveló aún más la robustez del efecto y también su idoneidad para un funcionamiento prolongado. "En total, este efecto hasta cierto punto permite la implementación de un dispositivo similar a un interruptor, que suprime o reenvía la corriente magnon como una señal eléctrica, "dijo Joel Cramer, primer autor del artículo y miembro de la Escuela de Graduados en Ciencia de Materiales de Excelencia en Mainz. "El resultado de nuestro experimento es un efecto que podría encontrar aplicación en posibles operaciones de lógica magnon, dando así una contribución esencial al campo de magnon espintrónico, "Añadió Cramer.