Las computadoras construidas con tales capacidades de procesamiento de datos funcionarán como el cerebro humano en el futuro.
Investigadores de la Universidad de Oxford han
logrado un importante avance en la creación y diseño de remolinos magnéticos en
membranas que pueden integrarse perfectamente con el silicio. Estos remolinos,
similares a huracanes magnéticos y que podrían moverse a velocidades increíbles
de hasta kilómetros por segundo, podrían utilizarse como portadores de
información en una nueva generación de plataformas informáticas ecológicas y
ultrarrápidas.
Tradicionalmente, la producción de estos esquivos remolinos solo
era posible en materiales con limitada compatibilidad con el silicio, lo que
obstaculizaba su aplicación práctica. Este desafío se superó mediante el
desarrollo de una nueva forma de capas magnéticas que pueden despegarse de sus
huéspedes cristalinos originales y transferirse a cualquier plataforma deseada,
como una oblea de silicio.
Desarrollo del Estudio
El trabajo fue liderado por el Dr. Hariom Jani del Departamento
de Física de la Universidad de Oxford, trabajando en el grupo de investigación
del Profesor Paolo Radaelli, en colaboración con la Universidad Nacional de
Singapur y la Fuente de Luz Suiza.
La
informática basada en silicio es demasiado ineficiente en términos energéticos
para la próxima generación de aplicaciones informáticas, como la inteligencia
artificial a gran escala y los dispositivos autónomos. Superar estos desafíos
requerirá un nuevo paradigma informático que utilice fenómenos físicos que sean
rápidos y eficientes para complementar la tecnología actual.
Dr. Hariom Jani
Para lograr esto, se fabricaron membranas cristalinas ultrafinas
de hematita (el componente principal del óxido de hierro y, por lo tanto, el
antiferromagnético más abundante) que se extendían lateralmente sobre
dimensiones macroscópicas. Estas membranas combinan características ventajosas
de los cerámicos 3D masivos y los materiales 2D, además de ser fácilmente
transferibles.
La capa de hematita se cultivó sobre una plantilla cristalina
recubierta con una «capa sacrificatoria» hecha de un componente de cemento.
Esta capa sacrificatoria se disolvió en agua, separando fácilmente la hematita
de la base cristalina. Finalmente, la membrana de hematita independiente se
transfirió a silicio y varias otras plataformas deseables.
Técnica de Imagen Innovadora
El grupo desarrolló una técnica de imagen novedosa utilizando
rayos X polarizados linealmente para visualizar los patrones magnéticos a
nanoescala dentro de estas membranas. Este método reveló que las capas
independientes son capaces de albergar una robusta familia de remolinos
magnéticos, lo que podría habilitar el procesamiento de información
ultrarrápido.
Descubrimientos y Futuro
Una de las descubrimientos más emocionantes fue la extrema
flexibilidad de las membranas de hematita, las cuales, a diferencia de sus
contrapartes masivas y rígidas, pueden ser torcidas, dobladas o enrolladas en
varias formas sin fracturarse. Esta flexibilidad se explotó para diseñar
remolinos magnéticos en tres dimensiones, algo que anteriormente no era
posible.
Actualmente, el grupo está trabajando en el desarrollo de
dispositivos prototipo que utilizarán corrientes eléctricas para excitar la
rica dinámica de estos remolinos super rápidos.
Eventualmente,
tales dispositivos podrían integrarse en nuevos tipos de computadoras que
funcionen más como el cerebro humano; estamos muy emocionados por lo que viene
a continuación.
Dr. Hariom Jani
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