Projektbeschreibung
Spinwellenlösung für nahezu verlustfreie Datenverarbeitung
Die Photonik hat die Datenübertragung mit nahezu verlustfreien Tb/s-Raten durch Lichtwellen begünstigt. Allerdings stellt das Rechnen mit THz-Taktraten eine große Herausforderung dar. Die Magnonik bietet eine vielversprechende Lösung, bei der Spinwellen anstelle von Lichtwellen verwendet werden. Die Interferenz der Spinwellen gestattet nahezu verlustfreie Protokolle für logische Operationen, und ihre natürliche Nichtlinearität kann genutzt werden, um ihre gegenseitige Wechselwirkung, Ausbreitung und Manipulation von magnetischen Bits zu steuern. THz-Spinwellen sind bis in den Nanobereich skalierbar, wodurch sie zu einer attraktiven Option für künftige Rechentechnologien werden. Das EU-finanzierte Projekt ASTRAL wird sich auf Antiferromagneten konzentrieren, bei denen die Spinwellen-Frequenzen leicht den THz-Bereich erreichen können und einer linearen, relativistischen Dispersionsbeziehung folgen, die der von Lichtwellen im Vakuum ähnelt. Es wird erwartet, dass dieser Ansatz den Weg für eine nahezu verlustfreie Datenverarbeitung ebnen wird.
Ziel
While photonics has already enabled nearly lossless Tb/s transfer of data using light waves, computing at THz clock rates is the next monumental challenge. Magnonics, which employs spin waves (SWs) instead of light waves, is widely seen as one of the most appealing solutions to this problem, but so far only operates at GHz rate. Interference of SWs enables nearly lossless protocols for logic operations. The large natural nonlinearity of SWs can be used to control their mutual interaction, propagation and manipulation of magnetic bits - altogether facilitating the concepts of transistor and logic-in-memory devices. Since the wavelength of THz SWs is orders of magnitude shorter than that of THz photons, THz SWs offer enviable scalability down to the nanoscale. How to push magnonics into the THz domain and enter the nonlinear regime? How large are the THz nonlinearities? Answering these questions will open up new avenues to scalable technologies for THz and nearly lossless computing.
With ASTRAL I want to enter the nonlinear regime of THz magnonics by generating ultrashort large amplitude SW pulses that, similar to femtosecond laser pulses in optics, can zip undisturbed over long distances unlocking the nonlinear regime of interaction between the pulses, other SWs and even macroscopic spin textures. I propose to focus on antiferromagnets, where SW frequencies can easily reach the THz landmark and, similar to light waves in vacuum, follow a linear, so-called relativistic, dispersion relation. Owing to this, a broadband wavepacket of coherent SWs can be compressed to an ultrashort SW pulse - a bunch of few-cycle large-amplitude spin oscillations.
To achieve this, ASTRAL will exploit the exclusive ability of light to initiate ultrafast spin dynamics and will attempt to interconvert femtosecond laser pulses into large-amplitude ultrashort SW pulses. Although the idea is fundamental in nature, the ambition is to set the ground for revolutionary new computing technologies.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
Sie müssen sich anmelden oder registrieren, um diese Funktion zu nutzen
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
6525 XZ Nijmegen
Niederlande