Las computadoras procesan y transfieren datos a través de corrientes eléctricas que pasan a través de pequeños circuitos y cables. A medida que estas corrientes se encuentran con resistencia, generan calor que puede socavar la eficiencia e incluso la seguridad de estos dispositivos.

Para minimizar la pérdida de calor y optimizar el rendimiento de la tecnología de bajo consumo, Los investigadores están explorando otras formas de procesar información que podrían ser más eficientes energéticamente. Un enfoque que están explorando los investigadores del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) consiste en manipular el giro magnético de los electrones, un campo científico conocido como espintrónica.

"En espintrónica, puede pensar en la información como un imán apuntando en una dirección y otro imán apuntando en la dirección opuesta, ", dijo el científico de materiales de Argonne, Axel Hoffman." Estamos interesados ​​en cómo podemos utilizar la excitación magnética en aplicaciones porque procesar la información de esta manera gasta menos energía que transportar información a través de una carga eléctrica ".

En un informe publicado en Nano letras , Hoffman y sus colegas investigadores revelan nuevos conocimientos sobre las propiedades de un aislante magnético que es candidato para aplicaciones de dispositivos de baja potencia; sus conocimientos forman los primeros peldaños hacia el desarrollo de alta velocidad, Electrónica de baja potencia que utiliza el espín del electrón en lugar de la carga para transportar información.

El material que estudiaron granate de hierro itrio (YIG), es un aislante magnético que genera y transmite corriente de espín de manera eficiente y disipa poca energía. Debido a su baja disipación, YIG se ha utilizado en tecnologías de microondas y radar, pero los recientes descubrimientos de los efectos espintrónicos asociados con YIG han llevado a los investigadores a explorar posibles aplicaciones espintrónicas.

En su informe, Los investigadores de Argonne caracterizan la dinámica de espín asociada con una muestra a pequeña escala de YIG cuando ese material se expone a una corriente eléctrica.

"Esta es la primera vez que alguien mide la dinámica de giro en un tamaño de muestra tan pequeño, "dijo Benjamin Jungfleisch, un postdoctoral designado por Argonne y autor principal del informe. "Comprender el comportamiento en un tamaño pequeño es crucial porque estos materiales deben ser pequeños para tener el potencial de integrarse con éxito en dispositivos de bajo consumo".

Los investigadores adjuntaron la muestra YIG a nanocables de platino mediante litografía de haz eléctrico, creando una estructura YIG / platino de tamaño micrométrico. Luego enviaron una corriente eléctrica a través del platino para excitar el YIG e impulsar la dinámica de giro. Luego tomaron medidas eléctricas para caracterizar la dinámica de magnetización y medir cómo esta dinámica cambió al contraer el YIG.

"Al encoger materiales, pueden comportarse de diferentes maneras, formas que podrían representar un obstáculo para la identificación y actualización de posibles nuevas aplicaciones, ", Dijo Hoffman." Lo que hemos observado es que, aunque hay pequeños detalles que cambian cuando YIG se hace más pequeño, no parece haber un obstáculo fundamental que nos impida utilizar los enfoques físicos que usamos para los pequeños dispositivos eléctricos ".

El informe, titulado "Nanomagnetos aislantes impulsados ​​por giro de torsión, "se publica en Nano letras .