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(noticias nanowerk) Un grupo conjunto de investigadores puede haber desarrollado un medio para controlar las ondas de espín creando un patrón hexagonal de discos de cobre sobre un aislante magnético. Se espera que este avance conduzca a una mayor eficiencia y miniaturización de los dispositivos de comunicación en áreas como la inteligencia artificial y la tecnología de automatización.
Los detalles del estudio fueron publicados en la revista. Examen físico aplicado (“Modos de cristal magnónico bidimensional dependientes de la orientación en una guía de ondas ferrimagnética de atenuación ultrabaja que contiene redes hexagonales reposicionadas de discos de Cu”).
![Una ilustración del cristal magnón bidimensional.](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/id64558_1.jpg)
En un material magnético, los espines de los electrones están alineados. Cuando estos espines se mueven de manera coordinada, se produce una especie de ondulación en el orden magnético, llamada ondas de espín. Las ondas de giro generan poco calor y ofrecen numerosas ventajas para los dispositivos de próxima generación.
La implementación de ondas de espín en circuitos semiconductores, que tradicionalmente se basan en corrientes eléctricas, podría reducir el consumo de energía y promover una alta integración. Como las ondas de espín son ondas, tienden a propagarse en direcciones aleatorias a menos que estén controladas por estructuras y otros medios. Por ello, en todo el mundo se están desarrollando de forma competitiva elementos capaces de generar, propagar, superponer y medir ondas de espín.
«Hemos explotado con éxito la naturaleza ondulatoria de las ondas de espín para controlar directamente su propagación», enfatiza Taichi Goto, profesor asociado del Instituto de Investigación de Comunicaciones Eléctricas de la Universidad de Tohoku y coautor del artículo. “Lo logramos desarrollando primero un excelente material aislante magnético llamado película de granate magnético, que tiene bajas pérdidas de onda de giro. Luego colocamos sobre esta película, a intervalos regulares, pequeños discos de cobre con un diámetro inferior a 1 mm”.
Al disponer discos de cobre en un patrón hexagonal que parecía copos de nieve, Goto y sus colegas pudieron reflejar eficazmente las ondas de espín. Al girar el cristal de magnón y cambiar el ángulo de incidencia de las ondas de espín, los investigadores también demostraron que la frecuencia con la que se produce la banda prohibida de magnón permanece prácticamente sin cambios en el rango de 10 a 30 grados. Esto sugiere que el cristal magnón bidimensional puede controlar libremente la dirección de propagación de las ondas de espín.
Goto destaca la novedad de sus resultados: «Hasta la fecha, no ha habido ninguna confirmación experimental de cambios en el ángulo de incidencia de la onda de espín para un cristal magnónico bidimensional compuesto por un aislante magnético y discos de cobre, lo que lo convierte en el mejor cristal del mundo. primer informe.»
De cara al futuro, el equipo espera demostrar el control direccional de las ondas de espín utilizando cristales magnónicos bidimensionales y desarrollar componentes funcionales que utilicen esta tecnología.
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