コンピュータイノベーションの熱障壁を打ち破る(Breaking the heat barrier of computer innovation)

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将来のデバイスは、半導体の発熱を克服する必要がある Future devices need to overcome the heat generated in semiconductors

2023-05-09 カリフォルニア大学リバーサイド校(UCR)

◆コンピューターがより速く、より強力になるにつれ、半導体を通る情報を運ぶ電子が発生する熱は、否定できない物理的制限に近づいています。この問題に対処するため、UCRのBourns College of EngineeringのRan Cheng助教授と彼の共同研究者らは、反強磁性スピントロニクスという新しい技術を開発しました。
◆この技術では、磁気モーメントの量子励起であるマグノンを利用し、情報を伝達できます。マグノンは、半導体内の電子とは異なり、熱をほとんど発生しないため、今後、コンピュータ処理やメモリ取り出しをはるかに速く行うことが可能になります。さらに、反強磁性スピントロニクスは、量子情報処理にも適用可能で、電子が発生する大量の熱を避けることができます。
◆しかし、現在は、マグノンの他の部品とのインターフェースや、その実用性に関する課題が残っています。

<関連情報>

コヒーレント反強磁性スピントロニクス Coherent antiferromagnetic spintronics

Jiahao Han,Ran Cheng,Luqiao Liu,Hideo Ohno & Shunsuke Fukami
Nature Materials  Published:20 March 2023
DOI:https://doi.org/10.1038/s41563-023-01492-6

コンピュータイノベーションの熱障壁を打ち破る(Breaking the heat barrier of computer innovation)

Abstract

Antiferromagnets have attracted extensive interest as a material platform in spintronics. So far, antiferromagnet-enabled spin–orbitronics, spin-transfer electronics and spin caloritronics have formed the bases of antiferromagnetic spintronics. Spin transport and manipulation based on coherent antiferromagnetic dynamics have recently emerged, pushing the developing field of antiferromagnetic spintronics towards a new stage distinguished by the features of spin coherence. In this Review, we categorize and analyse the critical effects that harness the coherence of antiferromagnets for spintronic applications, including spin pumping from monochromatic antiferromagnetic magnons, spin transmission via phase-correlated antiferromagnetic magnons, electrically induced spin rotation and ultrafast spin–orbit effects in antiferromagnets. We also discuss future opportunities in research and applications stimulated by the principles, materials and phenomena of coherent antiferromagnetic spintronics.

1601コンピュータ工学
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