Günümüzde kullanılan elektronik cihazlar, içlerinde bulunan bitleri manyetik olarak etkileyen sistemler kullanıyor. Singapur Devlet Üniversitesi Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü’nden araştırmacılar, ‘dönüş dalgası’ adı verilen bir manyetizma sistemi geliştirdi. Bu da cihazların daha verimli çalışmasını sağlıyor.
Geleneksel elektronik yongalarındaki joule ısı dönüşümü nedeniyle cihazların sıcaklıkları yükselir. Bunun sebebi cihazın içerisinde sürekli hareket hâlinde bulunan akımdır. Bu yöntem de hem yongaların yeterince verimli olmasını engeller hem de enerjinin boşa gitmesine neden olur.
Araştırmacılar, geleneksel elektronikte kullanılan elektron enjeksiyon yöntemlerini kullanmak yerine mıknatıslanmayı değiştirmekte ‘dönüş dalgaları’ kullanmayı başardı. Dönüş dalgaları, manyetik materyallerin sıralanmasında bozunmalar yaratıyor ve kuasi parçacık açısından ele alındığında magnolar olarak adlandırılıyor.
Bilim insanları, yaptıkları çift katlı sistemde bir antiferromagnetik manon taşıma kanalı ve bir topolojik yalıtkan dönüş kaynağı kullandı. Dünya tarihinde bir ilk olarak dönüş dalgası kullanan ve bir sonraki ferromanyetik katmana oda sıcaklığında yüksek verimlilikle geçen bir sistem tanıtmış oldular.
Yeni geçiş sistemi, hareketli şarjı geride bırakıyor. Hâliyle daha az joule ısı dönüşümü oluyor. Bu da genel olarak sistemin devamlı olarak ısınmasının önüne geçiyor. Araştırmanın başında bulunan profesör Yang, ısınma sorunlarıyla sık karşılaştıklarını ve bu sorunları ortadan kaldırmak için böyle çalışmalar yaptıklarını söyledi. Genel olarak cihazların ısınması ve yavaşlamasını çözmek istediklerini de ekledi.
Profesör Yang, magnon torkunun oda sıcaklığında manyetizma geçişini sağlayabileceğini göstermenin ilk amaçları olduğunu söyledi. Bu özel yapı, daha uzun süreli ve daha düşük ayrışmalı elektron dönüşleri yapmayı mümkün kılıyor.
Daha sonra bu teknoloji kullanılarak manyetik RAM’ler (MRAM) oluşturulabilecek.
“Manyetizma dönüşümünde magnon tork sistemi üzerine raporumuzun, ‘dönüştronikler’ açısından oyunu değiştireceğini umuyoruz” diyen araştırmacılardan Dr. Wang, bu raporun ardından yeni magnonik araştırmalarının dışında mangonlarla çalışan cihazların gelişim sürecinin de görüleceğini söyledi.
Ekip, araştırmalarına daha da verimli magnon sistemler geliştirme çalışmalarıyla devam edecek. Ayrıca magnonların elektronik cihazlarda kullanılması sağlanacak. Araştırma, 29 Kasım’da Science dergisinde yayınlandı.
