Les appareils électroniques conventionnels utilisent des circuits semi-conducteurs et transmettent des informations par des charges électriques. Cependant, de tels dispositifs sont poussés à leurs limites physiques et la technologie est confrontée à d'immenses défis pour répondre à la demande croissante de vitesse et de miniaturisation accrue. Appareils basés sur les ondes de spin, qui utilisent des excitations collectives de spins électroniques dans des matériaux magnétiques comme support d'information, ont un potentiel énorme en tant que dispositifs de mémoire qui sont plus économes en énergie, plus rapide, et de capacité supérieure.

Alors que les dispositifs basés sur les ondes de spin sont l'une des alternatives les plus prometteuses à la technologie actuelle des semi-conducteurs, La propagation du signal d'onde de spin est de nature anisotrope - ses propriétés varient dans différentes directions - ce qui pose des défis pour les applications industrielles pratiques de tels dispositifs.

Une équipe de recherche dirigée par le professeur Adekunle Adeyeye du département de génie électrique et informatique de la faculté de génie NUS, a récemment réalisé une percée significative dans la technologie de traitement de l'information sur les ondes de spin. Son équipe a développé avec succès une nouvelle méthode pour la propagation simultanée de signaux d'ondes de spin dans plusieurs directions à la même fréquence, sans avoir besoin d'aucun champ magnétique externe.

En utilisant une nouvelle structure comprenant différentes couches de matériaux magnétiques pour générer des signaux d'ondes de spin, cette approche permet des opérations à très faible consommation, ce qui le rend adapté à l'intégration d'appareils ainsi qu'à un fonctionnement économe en énergie à température ambiante.

"La capacité de propager le signal des ondes de spin dans des directions arbitraires est une exigence clé pour la mise en œuvre réelle des circuits. Par conséquent, l'implication de notre invention est de grande envergure et relève un défi clé pour l'application industrielle de la technologie des ondes de spin. Cela ouvrira la voie au traitement de l'information et à la réalisation de tels dispositifs non facturés, " a déclaré le Dr Arabinda Haldar, qui est le premier auteur de l'étude et était auparavant chercheur associé au département de la NUS. Le Dr Haldar est actuellement professeur adjoint à l'Indian Institute of Technology Hyderabad.

L'équipe de recherche a publié les résultats de son étude dans la revue scientifique Avancées scientifiques le 21 juillet 2017. Cette découverte s'appuie sur une étude antérieure de l'équipe publiée dans Nature Nanotechnologie en 2016, dans lequel un nouveau dispositif capable de transmettre et de manipuler des signaux d'ondes de spin sans avoir besoin d'un champ ou d'un courant magnétique externe a été développé. L'équipe de recherche a déposé des brevets pour ces deux inventions.

"Collectif, les deux découvertes rendraient possible le contrôle à la demande des ondes de spin, ainsi que la manipulation locale d'informations et la reprogrammation de circuits magnétiques, permettant ainsi la mise en œuvre d'un calcul basé sur les ondes de spin et d'un traitement cohérent des données, " a déclaré le professeur Adeyeye.

Avancer, l'équipe explore l'utilisation de nouveaux matériaux magnétiques pour permettre la transmission cohérente de signaux d'ondes de spin à longue distance, afin de développer les applications de la technologie des ondes de spin.