Terahertz electronics

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Gli scienziati dell’istituto di fisica e tecnologia di Mosca avrebbero trovato un nuovo modo per incrementare le performance dei computer utilizzando radiazione alla frequenza dei terahertz, o radiazione submillimetrica, il cui spettro si colloca tra 300GHz e 3THz, corrispondente all’intervallo di lunghezza d’onda submillimetrica tra 1 millimetro, la più alta frequenza delle microonde, e 100 micrometri. In particolare l’utilizzo delle onde T riguarderebbe il reset delle celle di memoria dei computer, processo che è stato sperimentato possa avvenire migliaia di volte più velocemente di quanto si ottiene con il normale switching magnetico (magnetic-field-induced switching).  In termini tecnologici gli scienziati russi avrebbero dimostrato che è possibile una nuova modalità di controllo della magnetizzazione basata su corti impulsi elettromagnetici a frequenza terahertz, primo passo verso la terahertz electronics. L’importanza della scoperta  è da collegarsi al fatto che la capacità di elaborazione sembra essere quasi arrivata ai suoi limiti , proprio ora che si ha una crescente quantità di dati digitali da elaborare in task complesse. Si cercano quindi nuove strade per velocizzare le elaborazioni, tenendo conto che un fattore critico è proprio il tempo di set/reset delle celle di memoria: se si potesse ridurrlo, si aumenterebbero di molto le performance dei computer.  La prova sperimentale degli scienziati russi è stata eseguita in effetti solo su uno specifico materiale (thulium orthoferrite) che come materiale ferromagnetico debole genera un campo magnetico conseguente l’allineamento ordinato degli spin degli atomi. Per indurre un rioriantemanto degli spin serve un campo magnetico esterno, ma il controllo della magnetizzazione si è visto che è possibile, e molto più velocemente, anche con radiazioni terahertz che eccitano delle transizioni elettroniche negli ioni di tullio che alterano le proprietà magnetiche degli ioni sia di  tullio che di ferro. Gli scienziati ritengono che questo “T-ray switching” possa operare anche su altri materiali, per cui le sperimentazioni stanno andando avanti sulla base del successo di questo primo risultato.

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