Conventionele elektronische apparaten maken gebruik van halfgeleidercircuits en ze verzenden informatie door elektrische ladingen. Echter, dergelijke apparaten worden tot het uiterste gedreven en de technologie staat voor enorme uitdagingen om aan de toenemende vraag naar snelheid en verdere miniaturisatie te voldoen. Op spin-golf gebaseerde apparaten, die collectieve excitaties van elektronische spins in magnetische materialen gebruiken als informatiedrager, hebben een enorm potentieel als geheugenapparaten die energiezuiniger zijn, sneller, en hoger in capaciteit.

Hoewel op spingolf gebaseerde apparaten een van de meest veelbelovende alternatieven zijn voor de huidige halfgeleidertechnologie, De voortplanting van spingolfsignalen is anisotroop van aard - de eigenschappen ervan variëren in verschillende richtingen - en vormen dus een uitdaging voor praktische industriële toepassingen van dergelijke apparaten.

Een onderzoeksteam onder leiding van professor Adekunle Adeyeye van de afdeling Electrical and Computer Engineering aan de NUS-faculteit Ingenieurswetenschappen, heeft onlangs een belangrijke doorbraak bereikt in de technologie voor de verwerking van spingolven. Zijn team heeft met succes een nieuwe methode ontwikkeld voor de gelijktijdige voortplanting van spingolfsignalen in meerdere richtingen op dezelfde frequentie, zonder de noodzaak van een extern magnetisch veld.

Met behulp van een nieuwe structuur bestaande uit verschillende lagen magnetische materialen om spingolfsignalen te genereren, deze aanpak zorgt voor ultra-low power operaties, waardoor het geschikt is voor apparaatintegratie en energiezuinig bedrijf bij kamertemperatuur.

"Het vermogen om spingolfsignalen in willekeurige richtingen te verspreiden, is een belangrijke vereiste voor de daadwerkelijke implementatie van circuits. de implicatie van onze uitvinding is verstrekkend en pakt een belangrijke uitdaging aan voor de industriële toepassing van spingolftechnologie. Dit zal de weg vrijmaken voor niet-op kosten gebaseerde informatieverwerking en realisatie van dergelijke apparaten, " zei dr. Arabinda Haldar, wie is de eerste auteur van de studie en was vroeger een Research Fellow bij de afdeling van NUS. Dr. Haldar is momenteel een assistent-professor aan het Indian Institute of Technology Hyderabad.

Het onderzoeksteam publiceerde de bevindingen van hun onderzoek in het wetenschappelijke tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang op 21 juli 2017. Deze ontdekking bouwt voort op een eerdere studie van het team die werd gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie in 2016, waarin een nieuw apparaat werd ontwikkeld dat spingolfsignalen kon verzenden en manipuleren zonder dat er een extern magnetisch veld of stroom nodig was. Het onderzoeksteam heeft patenten aangevraagd voor deze twee uitvindingen.

"Gezamenlijk, beide ontdekkingen zouden de on-demand controle van spingolven mogelijk maken, evenals de lokale manipulatie van informatie en herprogrammering van magnetische circuits, waardoor de implementatie van op spingolven gebaseerde computing en coherente verwerking van gegevens mogelijk wordt, " zei prof. Adeyeye.

Vooruit gaan, het team onderzoekt het gebruik van nieuwe magnetische materialen om coherente lange afstand spingolf signaaltransmissie mogelijk te maken, om de toepassingen van spingolftechnologie te bevorderen.