به گزارش پایگاه اینترنتی «فیز»، حافظه کامپیوتری مدرن با انتقال بیت‌های مغناطیسی در داخل دستگاه‌ها، اطلاعات را کدگذاری می‌کند. حال یافته‌های یک تحقیق پیشگامانه که از سوی محققان مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه ملی سنگاپور انجام شده، یک راه جدید و موثر کشف کرده است که در آن از امواج اسپینی برای انتقال مغناطیس در دمای اتاق استفاده می‌شود.
تراشه‌های الکترونیکی مرسوم از مشکل گرمایش ژول یا گرمایش اُهمی رنج می‌برند که به گرمایی اطلاق می‌شود که در اثر حرکت جریان الکتریکی درون یک رسانا تولید می‌شود. این گرما در اثر حرکت سریع و برخوردهای مکرر بین بارهای درحال حرکت در داخل دستگاه‌ها ایجاد می‌شود. این مساله جدی نه تنها باعث هدر رفتن حجم زیادی انرژی می‌شود بلکه سرعت پردازش تراشه را نیز پایین آورده و تعداد تراشه‌هایی را که می‌توان در داخل هر دستگاه قرار داد، محدود می‌کند.
«یانگ هیانسو» (Yang Hyunsoo) مولف ارشد این پژوهش می‌گوید، «ما همواره به هنگام استفاده از تلفن‌های همراه، کامپیوترها و دیگر وسایل الکترونیک با چنین مشکلاتی مواجه می‌شویم. اغلب شاهد "داغ" و "کُند" شدن این دستگاه‌ها هستیم و همچنین مجبور می‌شویم آن‌ها را به طور پی‌درپی شارژ کنیم.»
بدین ترتیب این تیم از محققان به جای استفاده از روش‌های رایج تزریق الکترون که در وسایل الکترونیکی مرسوم مورد استفاده قرار می‌گیرند، از موج‌های اسپین برای انتقال مغناطیس استفاده کردند. امواج اسپین ترتیب موجود در مواد مغناطیسی را بهم می‌زنند و از دیدگاه شبه ذره‌ای با عنوان «ماگنون» (magnons) شناخته می‌شوند.
پژوهشگران یک سیستم دولایه شامل یک کانال انتقال ماگنون ضدفرومغناطیس و یک منبع اسپین عایق توپولوژیک ساختند. آن‌ها برای نخستین بار در جهان موفق شدند تا در دمای اتاق، انتقال مغناطیسی ناشی از موج اسپین را در لایه فرومغناطیس مجاور ایجاد کنند.
استفاده از این تکنیک مبتنی بر امواج اسپین می‌تواند از حرکت بارها در داخل دستگاه جلوگیری کند، بنابراین گرمایش اُهمی و هدر رفتن انرژی کمتری برای دستگاه‌ها پیش‌بینی می‌شود. پیشروی‌ها در حوزه انتقال مغناطیسی مبتنی بر امواج اسپین مسیر جدیدی را به سمت ساخت تراشه‌های کم مصرف باز می‌کند.
جزئیات بیشتر در مورد این تحقیق در مجله Science منتشر شده است.
نظر شما