Spintronics in 6G communication systems
- Reference number
- SM22-0055
- Project leader
- Malm, Gunnar
- Start and end dates
- 230101-251231
- Amount granted
- 1 301 723 SEK
- Administrative organization
- KTH - Royal Institute of Technology
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
Future communication systems such as 6G require disruptive solutions for very high-frequency, large signal bandwidth, energy efficient and ultra-dense radio networks. In this scenario, hybrid systems employing both emerging microwave spintronic devices and advanced semiconductors are very promising. Ericsson is actively exploring many technology options for coming network generations. Here, I will combine my extensive expertise in spintronics with the semiconductor circuits and systems design competence at Ericsson Standards and Technology (S&T), Development unit Networks. The research plan is based on my expertise in fundamental stability and performance of microwave spintronic oscillators where both experimental demonstrators and large scale numerical modelling (eScience) on supercomputers are utilized. Focus is on tunable oscillators with adequate phase noise performance and novel data converter concepts. The first step of the project will address fundamental limitations of spintronics, from a device physics perspective, and a modelling framework for exploratory circuit design will be established. In the next step, the most promising results will be leveraged in proof-of-concept demonstrators (TRL 4). The project will demonstrate the application of emerging microwave spintronics in leading edge 6G communication network building blocks.
Popular science description
De ledande aktörerna inom mobil kommunikation förutser en fortsatt snabb tillväxt inom dataöverföring och ett större samhällsbehov när industrin nu börjar fokusera på 6G med ett 10-perspektiv. Man har satt upp mycket visionära mål när det gäller tätare nätverkstäckning baserad på bättre frekvensspektrumutnyttjande och högre signalbandbredd.Samtidigt finns det en tydlig drivkraft att titta på bättre energieffektivitet för att minska koldioxidavtrycket. En störreflexibilitet och kostnadseffektivitet i hur man får ny nätverksutrustning på plats kommer ge fler människor globalt möjlighet att dra nytta av 6G. Därför är det centralt att förstå vilken roll spinntronik har som en möjliggörande teknologi. Det här forskningsutbytet mellan universitet och industri kan föra forskning inom spinntronik närmare tillämpningarna och på det sättet accelerera teknikens mognad. Projektet kommer att interagera med enheter inom Ericsson som har ansvar för teknologistrategier på medel och lång sikt. Resultaten kommer att vägas in i strategival och prioriteringar både inom Ericssons R&D organisation men också för framtida universitetssamarbeten. Under den tvååriga utbytesperioden ska jag göra strategisk forskning på tillämpningar och fundamentala begränsningar för spinntronik i 6G kommunikationssystem. Ericsson utforskar aktivt teknologikomponenter som kan möjliggöra framtidens nätverk (6G) inom de närmaste 10 åren. Min expertis inom spinntronik för mikro- och millimetervåg-tillämpningar kommer att bidra med kompentens som kommer till nytta inom både forskning och på demonstratornivå. Upplägget för utbytet utgår ifrån specifika frågeställningar kring prestandan för spinntronik ur ett fysikaliskt perspektiv. Fokus ligger på lösningar för oscillator med inställbar frekvens och bra fasbrusprestanda samt även på nya typer av dataomvandlare (A/D). Genom att använda spinntronik som ett alternativ till halvledarbaserade integrerade kretsar kan man skapa disruptiva lösningar för nära-THz operation eller för ultra-lågeffektsnoder i framtida nätverk. Ett förväntat resultat är en tydlig förståelse av prestandabegränsningarna hos spinntronik utifrån grundforskningsresultat. Målet är att avsevärt minska prestandagapet mellan resultat från forskningsmiljön och närma sig industrins behov på systemnivån.