Het ‘netwerk’ van spingolfgeleiders zou energiezuiniger computers mogelijk maken (afb: Rudolf Bratschitsch/Nature Materials)

Onderzoekers in Duitsland hebben een groot spin-golfgeleidernet-werk ontwikkeld dat informatie met veel minder energie zou verwerken dan de energieverslinden-de elektronica dat doet. Die techniek zou kunstmatige intelligentie wel eens een stuk energiezuinige kunnen maken, stellen de onderzoekers.
De snelle opkomst van ki-toepassingen komt met een torenhoge energierekening. Allerwege wordt gezocht naar een oplossing voor dit steeds nijpender probleem. Onderzoekers in Duitsland denken een uitweg gewonden te hebben in de kwantummechanica.
Onderzoekers van de universiteiten van Münster en Heidelberg, onder aanvoering van natuurkundige Rudolf Bratschitsch (Münster), hebben nu een nieuwe manier ontwikkeld om golfgeleiders te produceren waarin de spingolven zich bijzonder ver kunnen voortplanten. Ze hebben daarmee het grootste spingolfgeleidernetwerk tot nu toe gemaakt.
Bovendien is de groep erin geslaagd de eigenschappen van de spingolf die in de golfgeleider wordt uitgezonden, specifiek te sturen. Zo konden ze bijvoorbeeld de golflengte en reflectie van de spingolf op een bepaald grensvlak nauwkeurig aanpassen.
De elektronspin is een kwantummechanische grootheid die ook wel het intrinsieke impulsmoment wordt genoemd. De uitlijning van veel spins in een materiaal bepaalt de magnetische eigenschappen ervan. Als een wisselstroom met een antenne op een magnetisch materiaal wordt toegepast, waardoor een veranderend magnetisch veld ontstaat, kunnen de spins in het materiaal een spingolf genereren.

Spingolven zijn al gebruikt om componenten te creëren, zoals logische poorten die binaire ingangssignalen verwerken tot binaire uitgangssignalen, of multiplexers die een van de verschillende ingangssignalen selecteren.
Tot nu toe werden die componenten echter niet met elkaar verbonden om een ​​groter circuit te vormen. “Dat grotere netwerken, zoals die in de elektronica worden gebruikt, nog niet zijn gerealiseerd, is deels te wijten aan de sterke demping van de spingolven in de golfgeleiders die de individuele schakelelementen verbinden, vooral als ze smaller zijn dan een micrometer, op nanoschaal”, legt Bratschitsch uit.

YIG

De groep gebruikte het materiaal met de laagste demping die tot nu toe bekend is: yttrium-ijzer-granaat (YIG). De onderzoekers ‘schreven’ afzonderlijke spingolfgolfgeleiders in een 110 nanometer dunne folie van dit magnetische materiaal met behulp van een siliciumionenbundel en produceerden een groot netwerk met 198 knooppunten. De nieuwe methode maakt het mogelijk om complexe structuren van hoge kwaliteit flexibel en reproduceerbaar te maken.
Dat is natuurlijk allemaal leuk en aardig, maar hebben we daarmee ook een gegevensverwerkend systeem, vraagt deze onnozele leek(=as) zich af. Ik vrees dat we voorlopig zullen blijven ki-en op een energievretende manier.

Bron: Science Daily