Gli scienziati dell'Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) hanno dimostrato come una griglia di cobalto possa essere programmata in modo affidabile a temperatura ambiente. Inoltre, hanno scoperto che per ogni buco ("antidot"), tre stati magnetici possono essere configurati in una griglia magnetica perforata su scala nanometrica. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Rapporti scientifici .

Il fisico Rantej Bali dell'HZDR, insieme a scienziati di Singapore e Australia, ha progettato una speciale struttura a griglia in un sottile strato di cobalto per programmarne le proprietà magnetiche. I colleghi della National University di Singapore hanno prodotto la griglia utilizzando un processo fotolitografico simile a quello attualmente utilizzato nella produzione di chip. Fori di circa 250 nanometri, i cosiddetti antidoti, sono stati creati a intervalli regolari con interspazi di soli 150 nanometri nello strato di cobalto. Per poterlo programmare stabilmente, gli esperti di Singapore hanno seguito il progetto di Dresda, che specificava uno spessore dello strato metallico di circa 50 nanometri.

A queste dimensioni, la griglia dell'antidot al cobalto mostrava proprietà interessanti. Il team del Dr. Bali ha scoperto che con l'aiuto di un campo magnetico applicato esternamente, potrebbero essere configurati tre stati magnetici distinti attorno a ciascun foro. Gli scienziati hanno chiamato questi stati "G", "C" e "Q." Il dottor Bali dice, "Ottimizzando la geometria dell'antipunto, siamo stati in grado di dimostrare che i giri, o i momenti magnetici degli elettroni, potrebbe essere programmato in modo affidabile attorno ai fori."

Elementi costitutivi per la logica futura

Poiché i fori programmabili individualmente sono situati in uno strato metallico magnetico, la geometria della griglia ha un potenziale utilizzo in computer che funzionerebbero con onde di spin invece della corrente elettrica. "Le onde spin sono simili alle cosiddette onde messicane che vedi in uno stadio di calcio. L'onda si propaga attraverso lo stadio, ma i singoli fan, nel nostro caso, gli elettroni, restate seduti", spiega il dottor Bali. I chip logici che utilizzano tali onde di spin userebbero molta meno energia rispetto ai processori odierni, perché non c'è corrente elettrica.

Molti stati magnetici possono essere realizzati nella griglia perforata in modo che le onde di spin possano, Per esempio, ricevere indicazioni specifiche. Ciò potrebbe consentire una maggiore velocità di elaborazione nei futuri chip logici. "Le nostre griglie perforate potrebbero anche funzionare come componenti per circuiti futuri che funzionano con onde di spin", dice il dottor Bali. Il dottorando Tobias Schneider sta ora studiando le dinamiche sviluppate dalle onde di spin in tali griglie perforate. Tra gli altri aspetti, sta partecipando allo sviluppo di speciali programmi informatici che rendono possibile il complesso calcolo degli stati magnetici in griglie perforate.