Ondas de espín para la informática de nueva generación

Los científicos trabajan en desarrollar sistemas informáticos de nueva generación que procesen información de forma rápida, flexible y eficiente en materia de energía. El proyecto SWING, financiado con fondos europeos, contribuyó activamente a ello. Su investigación ha creado un método nuevo e innovador que podría ser clave para llevar estos «superordenadores» de la mesa de diseño a la realidad.

Countries
Countries
  Algeria
  Argentina
  Australia
  Austria
  Bangladesh
  Belarus
  Belgium
  Benin
  Bolivia
  Bosnia and Herzegovina
  Brazil
  Bulgaria
  Burkina Faso
  Cambodia
  Cameroon
  Canada
  Cape Verde
  Chile
  China
  Colombia
  Costa Rica
  Croatia
  Cyprus
  Czechia
  Denmark
  Ecuador
  Egypt
  Estonia
  Ethiopia
  Faroe Islands
  Finland
  France
  French Polynesia
  Georgia

Countries
Countries
  Algeria
  Argentina
  Australia
  Austria
  Bangladesh
  Belarus
  Belgium
  Benin
  Bolivia
  Bosnia and Herzegovina
  Brazil
  Bulgaria
  Burkina Faso
  Cambodia
  Cameroon
  Canada
  Cape Verde
  Chile
  China
  Colombia
  Costa Rica
  Croatia
  Cyprus
  Czechia
  Denmark
  Ecuador
  Egypt
  Estonia
  Ethiopia
  Faroe Islands
  Finland
  France
  French Polynesia
  Georgia


  Infocentre

Published: 12 January 2021  
Related theme(s) and subtheme(s)
Human resources & mobilityMarie Curie Actions
Information societyMicroelectronics and nanotechnology
NanotechnologyNanoelectronics
Research policyHorizon 2020
Success stories in other languagesSpanish
Countries involved in the project described in the article
Italy  |  United States
Add to PDF "basket"

Ondas de espín para la informática de nueva generación

Image

© Rawf8, #210786400, source:stock.adobe.com 2021

Todos los ordenadores que almacenan sus datos tienen algo en común. Se denomina tecnología CMOS: un chip semiconductor que almacena y procesa la información. Hasta la fecha, una mayor potencia de computación ha supuesto simplemente un mayor número de chips y chips de tamaño más pequeño. Sin embargo, ahora que nos acercamos a un gran muro en lo relativo al tamaño, a los ingenieros no les ha quedado otra opción que buscar conceptos alternativos que sustituyan a la CMOS.

Las ondas de espín son uno de dichos conceptos y el proyecto SWING se propuso materializar su potencial de computación. «Nuestro proyecto surge como respuesta a las limitaciones de una de las principales alternativas a la CMOS: la informática de onda óptica/analógica. Esta última realiza la digitalización de las señales y fenómenos analógicos típicos de las ondas, pero tiene un inconveniente importante: la miniaturización resulta complicada y está limitada por la longitud de onda óptica», afirma Riccardo Bertacco, catedrático de física en el Politécnico de Milán y coordinador de SWING.

Al cambiar las ondas ópticas por ondas de espín, Bertacco y Edoardo Albisetti, beneficiario de una beca Marie Skłodowska-Curie, esperan sortear este problema. Tal y como señala Albisetti: «Las ondas de espín presentan una gran ventaja. Tienen una longitud de onda mucho más corta que la de las ondas electromagnéticas, con valores que alcanzan el orden de las decenas de nanómetros en el rango de los gigahercios. Se trata de un orden de magnitud inferior al de las longitudes de onda ópticas. Esto permite la realización de dispositivos integrados y compatibles con CMOS en la escala submicrométrica para informática de ondas».

Ondas de espín a lo largo de paredes de dominio

Básicamente, las ondas de espín son perturbaciones que se propagan en la alineación de los espines en materiales magnéticos. A pesar de su ventaja inherente, se comportan de forma similar a las ondas electromagnéticas. Sus excitaciones magnéticas pueden utilizarse en aplicaciones informáticas y de memoria, y Albisetti ya ha demostrado con éxito una plataforma que las utiliza para informática analógica.

Albisetti explica: «Hemos conseguido tres logros principales. En primer lugar, hemos utilizado con éxito una nueva técnica llamada litografía de sonda de barrido magnética asistida térmicamente (tam-SPL, por sus siglas en inglés) para crear bloques magnónicos capaces de controlar las ondas de espín. Después, demostramos el uso de paredes de dominio magnético (las líneas que separan dos porciones de una película magnética con diferente magnetización uniforme) como circuitos para la propagación e interacción de las ondas de espín. Finalmente, probamos paredes de dominio con patrones de diferentes formas (lineales, convexas, cóncavas, etc.) para crear nuestra plataforma de computación analógica».

Albisetti inventó la técnica tam-SPL, que es clave para los logros del otro proyecto, durante los seis meses de su tesis doctoral en los que trabajó con Elisa Riedo en el Instituto de Tecnología de Georgia (los Estados Unidos). Tal y como Bertacco subraya: «El proyecto Marie Skłodowska-Curie se diseñó con la idea de aprovechar aún más esta colaboración. Cuando Riedo se unió al Centro de Investigaciones Científicas Avanzadas CUNY, quisimos utilizar la instrumentación de vanguardia de la que disponía para desarrollar más la tam-SPL. Nuestro objetivo también era aplicarla a la prueba de concepto de los nuevos dispositivos basados en ondas de espín para informática de onda».

Finalmente, el concepto del proyecto de utilización de las paredes de dominio como conductos de la propagación de las ondas de espín o como fuentes locales para la generación de frentes de onda podría utilizarse para crear circuitos fabricados con dichas paredes de dominio. En última instancia, estos circuitos podrían actuar como el equivalente de las guías de ondas ópticas (resonadores, interferómetros, etc.), así como de dispositivos para el procesamiento de señales analógicas (filtros, analizadores de espectros, etc.) basados en la interferencia de los frentes de onda de las ondas de espín.

Albisetti concluye: «Nuestros resultados abren toda una gama de posibilidades que acabamos de empezar a explorar. Nos hemos estado centrando principalmente en dos retos interesantes: estudiar la interacción de las ondas de espín con texturas de espín más complejas y ampliar la aplicabilidad de la tam-SPL a diferentes sistemas magnéticos con aplicaciones en el campo de la espintrónica».

Recientemente, Albisetti recibió una subvención de inicio del Consejo Europeo de Investigación (CEI) por el proyecto B3YOND, que se centrará en demostrar un nuevo concepto de nanofabricación basado en la técnica tam-SPL.

Detalles del proyecto

  • Acrónimo del proyecto: SWING
  • Participantes: Italia (coordinador), Estados Unidos
  • Numéro de proyecto: 705326
  • Coste total: EUR 244 269
  • Aportación de la UE: EUR 244 269
  • Duración: de noviembre de 2016 a octubre de 2019

  • Acrónimo del proyecto: B3YOND
  • Participantes: Italia
  • Numéro de proyecto: 948225
  • Coste total: EUR 1 498 385
  • Aportación de la UE: EUR 1 498 385
  • Duración: de febrero de 2021 a enero de 2026

See also

 

Convert article(s) to PDF

No article selected




loading
Print Version
Share this article
See also
Más información sobre el proyecto SWING
Más información sobre el proyecto B3YOND