Un article a été publié dans la revue Matériaux avancés , et apparaîtra sur la couverture du numéro du 5 mars, démontrant une nouvelle méthodologie pour générer et manipuler des ondes de spin dans des matériaux magnétiques nanostructurés. Ces travaux ouvrent la voie au développement de nanoprocesseurs pour un traitement analogique extraordinairement rapide et économe en énergie de l'information.

La découverte est le résultat d'une collaboration entre le groupe de magnétisme du département de physique du Politecnico di Milano, composé d'Edoardo Albisetti, Daniela Petti et Riccardo Bertacco, le groupe Elisa Riedo (New York University Tandon School of Engineering), Silvia Tacchi de l'Istituto Officina dei Materiali du Conseil national italien de la recherche (CNR-IOM) à Pérouse, le Département de Physique et Géologie de l'Université de Pérouse, et la ligne PolLux au PSI (Villigen, La Suisse).

Faire tourner les vagues, aussi appelés "magnons", sont analogues aux ondes électromagnétiques pour le magnétisme, et se propagent dans des matériaux tels que le fer d'une manière similaire à celle des vagues dans l'océan. Par rapport aux ondes électromagnétiques, Les magnons se caractérisent par des propriétés uniques qui les rendent idéaux pour développer des systèmes informatiques miniaturisés « analogiques » qui seront beaucoup plus efficaces que les systèmes numériques actuellement disponibles.

Jusqu'à maintenant, moduler les ondes de spin à volonté était extrêmement complexe. L'article publié dans Matériaux avancés présente un nouveau type d'émetteurs, appelées « nanoantennes magnoniques », qui permettent la génération d'ondes de spin avec une forme et une propagation contrôlées. Par exemple, il est possible d'obtenir des fronts d'onde radiaux (comme ceux générés en jetant une pierre dans une flaque d'eau), ou fronts d'ondes planaires (comme les vagues de l'océan sur la plage), ainsi que la création de faisceaux directionnels focalisés. L'article montre également que, en utilisant plusieurs nanoantennes simultanément, les chiffres d'interférence peuvent être générés "sur commande", qui est une condition nécessaire au développement de systèmes informatiques analogiques.

Les nanoantennes ont été réalisées en employant la technique TAM-SPL (développée au Politecnico di Milano en collaboration avec le groupe du professeur Riedo), qui permet la manipulation des propriétés magnétiques des matériaux à l'échelle nanométrique. Spécifiquement, les nanoantennes sont constituées de minuscules « ondulations » dans l'aimantation du matériau (appelées « parois de domaine » et « tourbillons ») qui, lorsqu'il est mis en mouvement par un champ magnétique oscillant, émettent des ondes de spin. Étant donné que les propriétés des ondes de spin sont liées au type et aux caractéristiques particulières de ces ondulations, leur contrôle très précis a permis de moduler les ondes émises comme jamais auparavant.