Investigadores del Departamento de Física de la Universidad de Gotemburgo finalmente han encontrado el secreto para sincronizar un número ilimitado de osciladores espintrónicos. Estos dispositivos son muy prometedores para futuras aplicaciones que requieran funcionalidad de banda ancha.

Desafortunadamente, tales osciladores de microondas a nanoescala sufren de una potencia insoportablemente baja y un ruido de fase alto. En general, se acepta que una de las formas más atractivas de resolver este problema es sincronizar un gran número de estos osciladores nanoscópicos para limitar la influencia perjudicial de la energía térmica.

La sincronización de dos de estos osciladores se publicó por primera vez en 2005. Sin embargo, en 2013, el número de osciladores sincronizados solo había aumentado a cuatro osciladores de baja frecuencia y tres osciladores de frecuencia de microondas. Es más, el acoplamiento fue difícil de controlar de manera reproducible.

El estudiante de doctorado Afshin Houshang y su supervisor, el Dr. Randy Dumas, del equipo del profesor Johan Åkerman, han logrado demostrar que es posible crear y utilizar haces enfocados de ondas de giro para (i) sincronizar osciladores en distancias mucho mayores que las mostradas anteriormente y (ii) ) sincronizan de forma robusta un número récord de osciladores.

En su artículo, publicado en Nanotecnología de la naturaleza , sincronizan cinco osciladores y demuestran la mejora resultante en la calidad del oscilador.

"Como ahora sabemos cómo controlar la propagación de la onda de giro, realmente no hay límite para la cantidad de osciladores que podemos sincronizar ahora, "dijo Randy Dumas, que ve un gran potencial en varias áreas de investigación.

Dado que la dirección del haz de la onda de giro también se puede adaptar a través de la corriente eléctrica a través del oscilador y a través de un campo magnético externo, los resultados también tendrán un gran impacto en el floreciente campo de la electrónica basada en ondas de giro, denominada magnónica. Al cambiar la dirección del haz, uno puede elegir qué osciladores sincronizar y así controlar el flujo de información en los circuitos magnónicos de una manera que antes no era posible.

Los resultados también abren nuevas oportunidades para estudios fundamentales de redes de osciladores fuertemente no lineales donde una matriz de quizás un centenar de estos osciladores en diferentes arquitecturas geométricas se puede controlar externamente y estudiar en detalle.

"Esperamos utilizar estos y otros componentes similares para cálculos neuromórficos extremadamente rápidos basados ​​en redes de osciladores, "explica Randy.