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Etapa importante en el desarrollo de ordenadores de una nueva generación

Espintrónica

Los científicos han dado un paso más hacia la próxima generación de ordenadores. La investigación del Cavendish Laboratory, the University of Cambridge’s Department of Physics (Reino Unido), proporciona nuevas ideas sobre la espintrónica, que ha sido aclamada como la sucesora del transistor.

La espintrónica, que explota  el momento magnético pequeño, o ‘spin’ del electrón, podría cambiar radicalmente la computación debido a su potencial de consumo de alta velocidad, alta densidad y bajo consumo de energía. La nueva investigación arroja luz sobre cómo hacer el spin más eficiente.

Durante los últimos cincuenta años, los avances en la electrónica se han basado en gran medida de la reducción del tamaño del transistor a través de la industria de los semiconductores con el fin de proporcionar la tecnología para los equipos pequeños y poderosos que son la base de nuestra sociedad de la información moderna. En un documento de 1965, el cofundador de Intel Gordon E. Moore describió cómo el número de transistores que pueden ser situados a bajo costo en un circuito integrado se duplicaba cada año entre 1958 y 1965, indicando que la tendencia continuaría por lo menos diez años más.

Esa predicción, ahora conocida como Ley de Moore, efectivamente  describe una tendencia que ha continuado desde entonces, pero el fin de esa tendencia, el momento en que los transistores sean tan pequeños como los átomos, y no se pueda reducir más, se espera que suceda en el año 2015. Por el momento, los investigadores buscan nuevos conceptos de electrónica que sostengan el crecimiento de la potencia de cálculo.

La investigación en espintrónica trata de desarrollar una tecnología electrónica basada en el spin, que reemplazará a la tecnología de carga eléctrica  fundada en los semiconductores. Los científicos ya han comenzado a desarrollar nuevos productos electrónicos  de este tipo, empezando con el descubrimiento en 1988 del efecto de la magnetorresistencia gigante (GMR). El descubrimiento del efecto GMR produjo un gran avance en las unidades de de disco duro y también fue clave en el desarrollo de dispositivos electrónicos portátiles como el iPod de Apple.

Mientras que la tecnología convencional se basa en el aprovechamiento de la carga de los electrones, el campo de la espintrónica depende en cambio, en la manipulación del spin de los electrones. Una de las propiedades únicas de la espintrónica es que el  spin puede ser transferido sin flujo de corrientes de carga eléctrica. Esto se llama «corrriente de spin» y, a diferencia de otros conceptos de aprovechamiento de los electrones,  mediante la «corrriente de spin» es posible transferir información sin generar calor en los aparatos eléctricos. El principal obstáculo que resta para una tecnología viable  es la dificultad de crear un volumen de corriente de spin lo suficientemente grande como apoyar los dispositivos electrónicos actuales y futuros.

Sin embargo, los investigadores de Cambridge, en estrecha colaboración con el grupo del profesor Sergej Demokritov  de la Universidad de Muenster (Alemania), en parte, abordaron esta cuestión. Con el fin de crear corrientes de spin mejoradas, los investigadores utilizaron el movimiento colectivo de giro denominado ondas de spin (propiedad ondulatoria de los spines). Las ondas de spin en interacción,  han demostrado una nueva manera, más eficiente para la generación de  corrientes de spin.

El Dr. Hidekazu Kurebayashi, del Grupo de Microelectrónica en el Laboratorio Cavendish, afirmó: «Usted puede encontrar gran cantidad de ondas de distinta naturaleza, y una de las cosas fascinantes es que las ondas frecuentemente interactúan entre sí, de  igual manera, hay una serie de interacciones diferentes en las ondas de spin. Nuestra idea es utilizar estas interacciones de ondas de spin para la generación de corrientes de spin eficientes.»

Según sus conclusiones, una de las interacciones  de ondas de spin (llamada three-magnon splitting) genera corrientes de spin diez veces más eficientes que  empleando ondas de spin preinteractuantes. Además, los resultados enlazan  los dos campos principales de investigación de la espintrónica,  la corriente de spin y la interacción spin onda.

Para obtener información adicional, por favor póngase en contacto con:
Dr. Hidekazu Kurebayashi

Correo electrónico: hk295@cam.ac.uk

Fuente:  EurekAlert!

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