Fale spinowe nowym nośnikiem informacji?
Jak zaspokoić rosnące zapotrzebowanie na urządzenia zapisujące i przesyłające coraz większe ilości danych? Naukowcy z Instytutu Fizyki PAN proponują, aby jako nośnik danych wykorzystać tzw. fale spinowe. O rozpoczynającym się projekcie opowiada PAP jego kierowniczka - dr Ewelina Milińska. Do przenoszenia i zapisu informacji wykorzystujemy obecnie przede wszystkim osiągnięcia elektroniki - która do przechowywania danych wykorzystuje ładunek elektronu. Z kolei w innej dziedzinie - spintronice - do wykonania tych samych zadań bada się możliwości wykorzystania spinu, czyli kolejnej fundamentalnej właściwości elektronu.
Naukowcy z Instytutu Fizyki PAN proponują jeszcze inne rozwiązanie: nośnikiem danych mogą być tzw. fale spinowe. Prace nad materiałami, które pozwolą na takie ich wykorzystanie, rozpoczęła dr Ewelina Milińska z Instytutu Fizyki PAN.
Czymże jest jednak tajemniczo brzmiąca fala spinowa? Jak sama nazwa wskazuje, związana jest ona ze spinem - czyli właściwością opisującą w dużym uproszczeniu ruch cząstek elementarnych (w tym elektronów) wokół własnej osi. To właśnie kierunki spinów elektronów składają się na moment magnetyczny atomów i decydują o całkowitym namagnesowaniu danego materiału. Naukowcy z IF PAN w swojej pracy wykorzystują możliwość wzbudzenia drgań spinów.
"Wyobraźmy sobie materiał magnetyczny, w którym wszystkie spiny są jednakowo ukierunkowane" - tłumaczy w rozmowie z PAP dr Milińska. - "Jeśli odchylę jeden spin, to będzie próbował on wrócić do swojego punktu równowagi. Jednak jego ruch wychwyci już spin sąsiedniego elektronu - i on również się wychyli" - opowiada. Przez wzajemne oddziaływanie między spinami to wychylenie - czyli zaburzone lokalnie namagnesowanie - będzie się rozchodziło w materiale, przyjmując formę fali. To właśnie nazywamy falą spinową.
"Jeśli będziemy w stanie kontrolować rozchodzenie się fal spinowych w materiale - wpływać np. na ich szybkość czy amplitudę - to w parametrach fali spinowej możemy zapisać jakieś informacje" - podkreśla dr Milińska.
Właściwość ta czyni kontrolę nad falami spinowymi atrakcyjnym celem dla technologii informacyjno-komunikacyjnych: fale spinowe są falami krótkimi (z długością fali od kilkudziesięciu do kilkuset nanometrów) i o częstotliwości w zakresie giga- oraz teraherców, co umożliwia projektowanie zminiaturyzowanych urządzeń, których jedna operacja wykonana będzie w czasie krótszym od 1 nanosekundy.
wstecz Podziel się ze znajomymi