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Symmetry-driven Writing with Intrinsic Torques for Computing beyond Hardware limits

Descrizione del progetto

Nuovi materiali per memorie magnetiche più veloci

L’espansione dell’intelligenza artificiale ha messo in luce i limiti delle architetture informatiche tradizionali nel gestire attività di elaborazione ad alta intensità di dati, simili a quelle del cervello. Sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto SWITCH esplora una nuova generazione di memorie ultraveloci ed efficienti dal punto di vista energetico, basate su materiali antiferromagnetici non collineari, che combinano stabilità, velocità e segnali di lettura elettrici intensi. Il progetto studierà i principi fisici alla base dei loro efficienti meccanismi di commutazione, identificherà e ottimizzerà la generazione di correnti di spin non convenzionali ed estenderà lo studio a fasi magnetiche di recente previsione. Integrando competenze avanzate nel campo dei materiali con infrastrutture teoriche e sperimentali all’avanguardia, SWITCH definirà i principi di progettazione per le tecnologie di memoria magnetica di prossima generazione.

Obiettivo

"The explosive growth of artificial intelligence has exposed a fundamental flaw in conventional computing: the von Neumann architecture is inefficient for data-intensive brain-like tasks. A solution lies in unconventional computing architectures that integrate memory directly with processing. The key enabling component is a new class of ultra-fast, high-density, non-volatile memory. While magnetic random-access memory is a leading candidate, its progress has slowed. The incumbent switching technologies, spin-transfer torque and spin-orbit torque, are too energy-intensive, creating a critical roadblock. A transformative solution lies in a new class of materials: Non-Collinear Antiferromagnets. These materials offer a unique ""best-of-all-worlds"" combination: they retain the robust stability and ultrafast dynamics of antiferromagnets, but also possess produces large electrical signals for readout. With efficient read operation established, the next frontier is their revolutionary potential for writing information. They have already demonstrated electrical switching at orders-of-magnitude lower current densities than state-of-the-art, but the fundamental physics governing this process is a critical, unresolved puzzle.

This proposal addresses the critical gaps that prevent the revolutionary potential of these materials from being realized: I will systematically investigate the novel, symmetry-driven torques responsible for ultra-efficient switching. In parallel, I will establish the fundamental principles governing generation of unconventional spin currents, optimizing it as a superior spin-source. Finally, I will explore the frontier by investigating these phenomena in the very recently predicted novel p-wave magnetic phase. By combining my expertise in nc-AFM materials with the world-leading facilities and theoretical knowledge of my hosts in Mainz, this project will establish the fundamental design rules next generation sustainable magnetic memory."

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinatore

JOHANNES GUTENBERG-UNIVERSITAT MAINZ
Contributo netto dell'UE
€ 202 125,12
Indirizzo
SAARSTRASSE 21
55122 Mainz
Germania
Regione
Rheinland-Pfalz Rheinhessen-Pfalz Mainz, Kreisfreie Stadt
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato