Spintrônica une processamento e memória no mesmo componente

Com informações da PhysicsWorld - 11/02/2011

Scanning electron microscope image of the read-write device. A metallic air bridge made out of gold contacts the central disk. Each of the four nanobars connected to the central wide area is contacted by two Ti/Au wires.
[Imagem: Phys. Rev. Lett.]

Processador com memória

Físicos alemães inventaram uma forma totalmente nova para construir circuitos lógicos nos quais as funções de processamento e de memória são contidos no mesmo componente.

Estes novos componentes spintrônicos podem permitir a construção de circuitos integrados menores, mais rápidos e com menor consumo de energia.

Nos computadores atuais, o processador e a memória ficam separados, unidos por um "barramento", uma via de tráfego de dados.

A junção das duas funções em um único componente é um sonho antigo dos engenheiros.

"Componentes spintrônicos têm sido demonstrados há algum tempo, mas nós agora fizemos um circuito lógico completo e programável - e isso é novidade," disse Laurens Molenkamp, da Universidade de Würzburg.

Componente spintrônico

O novo componente é feito de um semicondutor ferromagnético contendo uma mistura de manganês, gálio e arsênio ((Ga,Mn)As), combinando capacidade de leitura e gravação de dados com um processo lógico.

Seu funcionamento é baseado não na carga elétrica, mas no spin do elétron.

A spintrônica explora o fato de que o spin de um elétron pode apontar "para cima" ou "para baixo", e a alternância entre essas duas direções é uma propriedade que pode ser usada para armazenar e processar informações.

Como a energia necessária para inverter o spin de um elétron é muito menor do que a enxurrada de elétrons para manter um transístor ligado ou desligado, os componentes spintrônicos deverão consumir apenas uma fração da energia dos componentes eletrônicos atuais.

Componentes spintrônicos podem transportar ou manipular informações por meio de uma corrente de spins, que consiste de elétrons com spins opostos se movendo em direções opostas.

Ideia mais quente

Nos computadores atuais, a saída de uma porta lógica tem vida curta, devendo por isso ser armazenada em uma memória - como a memória RAM - que se encontra em outra parte do computador.

Como uma grande área do novo componente spintrônico é feita de um material ferromagnético, seu estado lógico (sua magnetização) é muito mais duradouro.

Com isso, o dado não precisa ser transferido para outro lugar, podendo ser usado imediatamente.

"Eu espero que nosso trabalho ajude a convencer a indústria eletrônica do potencial de aplicação da spintrônica na próxima geração de sistemas de processamento de informações," disse Molenkamp.

Que a spintrônica é promissora é algo que poucos duvidam.

Mas, para convencer a indústria eletrônica, os pesquisadores primeiro terão que fazer seu componente funcionar em temperaturas mais quentes: o protótipo fez tudo o que se esperava dele a 150 K.

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