Opis projektu
Nowe rozwiązanie problemu rozpraszania mocy
Rozpraszanie mocy jest jednym z kluczowych problemów w świecie urządzeń elektronicznych. Utrata energii spowodowana transportem ładunku nie tylko utrudnia działanie konwencjonalnych urządzeń elektronicznych i spintronicznych, ale także przyczynia się do zwiększenia zużycia energii na świecie. Problemem tym zajmie się zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu INSULATRONICS, który wykorzysta izolatory antyferromagnetyczne i ferromagnetyczne w celu uniknięcia strat mocy związanych z transportem ładunku. Wykorzystanie innowacyjnych technik i zjawisk takich jak transfer spinowego momentu siły i pompowanie spinu pozwoli badaczom dążyć do znaczącego zmniejszenia zużycia energii. Sukces tego przedsięwzięcia może sprawić, że w przyszłości będziemy w stanie korzystać z oscylatorów o wysokiej sprawności, energooszczędnych urządzeń logicznych, pamięci i procesorów kwantowych. Warto śledzić na bieżąco postępy prac — wszystko wskazuje na to, że naukowcom może udać się stworzenie nowych podwalin energooszczędnej technologii.
Cel
The proposal aims to facilitate a revolution of information and communication technologies by controlling electric signals with antiferromagnetic insulators and ferromagnetic insulators. We recently discovered that antiferromagnets can be active components in spintronics devices despite their lack of a macroscopic magnetic moment, and even when they are insulating.
Conventional electronics- and spintronics-based logic and memory devices, interconnects, and microwave oscillators are based on (spin-polarized) charge transport, which inherently dissipates power due to ohmic losses. The research proposed seeks to determine the extents to which “Insulatronics” has the potential to control the electric and thermal signal generation, transmission, and detection in more power-efficient ways.
Insulatronics is profoundly different because there are no moving charges involved so the power reduction is significant. We hope to establish the extents to which spin-waves and coherent magnons in antiferromagnetic insulators and ferromagnetic insulators can be strongly coupled to electric and thermal currents in adjacent conductors and utilize this coupling to control electric signals. The coupling will be facilitated by spin-transfer torques and spin-pumping – a technique we pioneered – as well as spin-orbit torques and its reciprocal process of charge-pumping.
The core of this project focuses on the theoretical and fundamental challenges facing Insulatronics. Beyond the duration of the project, if we are successful, the use of spin signals in insulators with extremely low power dissipation may enable superior low-power technologies such as oscillators, logic devices, interconnects, non-volatile random access memories, and perhaps even quantum information processing.
Dziedzina nauki
- social sciencespolitical sciencespolitical transitionsrevolutions
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicsspintronics
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringcomputer hardwarequantum computers
- natural sciencesphysical sciencestheoretical physicsparticle physicsphotons
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-ADG - Advanced GrantInstytucja przyjmująca
7491 Trondheim
Norwegia