Samstämmiga frekvenser i harmoni
Johan Åkerman, som fått flera stora projekt finansierade av SSF, är spinnoscillatorernas mästare. Tillsammans med några andra forskare publicerar han nu en artikel i Nature Physics om hur hans forskargrupp lyckats synkronisera upp till nio nanosignaler i en ny typ av oscillator där nanokontakterna ersatts av smala nanopassager i en magnetisk film.
Oscillatorerna baserar sig på avancerade simuleringar och experiment. När spinnströmmar som alstrats i ett dubbellager, bestående av en magnetisk film och ett lager platina, tvingas in i kanaler som avsmalas ökar spinnströmtätheten just där. Då kan magnetiseringen börja självsvänga och spinnvågor skapas. När två sådana avsmalningar placeras nära varandra kan spinnvågorna interagera och låsa på samma frekvens. Denna naturens vilja att koppla ihop sig innebär att signalen stiger i styrka och kvalité, linjebredden smalnar av. Det kan vara mycket användbart för att generera mikrovågssignaler som i sin tur kan användas i telekomnät och för att bygga kraftfullare datorer. Något som behövs i takt med att bild- och mönsterigenkänning ingår i många sammanhang, i algoritmer för robotar, analysprogram, sociala medier etc. En spännande tänkbar tillämpning är också som del i neuromorfiska datorer, datorer uppbyggda med hjärnan som förebild. Ett sådant chip har utvecklats av forskare vid IBM och innehåller programmerbara logiska punkter, i analogi med hur nervcellerna i hjärnan kommunicerar. Det anses som ett stort steg mot att skapa ett neuro-inspirerat system med ultrahög prestanda och låg effektförbrukning.
− Vår oscillator är bara 100 nanometer bred. Synkronisering över fyra mikrometer motsvarar en rad av nio sångare där varje sångare står cirka 80 meter från sin närmaste granne och fortfarande är alla sångare i samklang. Tillförlitligheten i våra resultat ger oss frihet att utforska oscillatornätverk av alla storlekar med hjälp av ett brett spektrum av olika layouter där vi enbart endast begränsas av fantasin, säger Johan Åkerman. Vi har skickat in en patentansökan på hur man kan göra nanosekundsnabb mönsterigenkänning med våra komponenter och vi hoppas kunna visa detta experimentellt redan nästa år.
Läs artikeln i Nature Physics här