Magnon-transistorer kan være vejen til hurtigere elektroniske kredsløb

Transistorer, der kan regulere rene spin-strømme, er nu udviklet af tre af hinanden uafhængige forskergrupper fra Tyskland, Kina og Holland, skriver internetttidskriftet Physics.

Spin er en kvantemekanisk egenskab, som bl.a. elektroner besidder, så en elektron kan være i en af to forskellige spintilstande – almindeligvis blot kaldet 'op' og 'ned' – og nogle gange i begge på samme tid (superposition).

Den egenskab kan udnyttes inden for den særlige form for elektronik, der kaldes spintronik, hvor spintroniske komponenter både baserer sig på ladningsstrømme (som i almindelig elektronik) og spinstrømme.

Der findes dog også en form for elektronik, der udelukkende baserer sig på spinstrømme – de kaldes magnoniske enheder.

En magnon er magnetisk eksitation forbundet med elektronens spin. Den er ikke en partikel i sædvanlig forstand, men den opfører sig på alle måder som en partikel, så den kaldes en kvasipartikel.

Magnoner kan eksempelvis udbrede sig uden hverken at tabe energi eller opvarme et materiale over relativt lange afstande. De 'lange afstande' er kun en centimeter eller deromkring, men det er mere end rigeligt i elektroniske kredsløb.

Men hvis man skal lave magnoniske kredsløb af interesse, skal man være i stand til at regulere de magnoniske strømme på samme måde som en transistor kan regulere ladningsstrømme.

De tre forskergrupper har nu hver især lavet en magnon-transistor ved at kombinere forskellige materialer. Alle magnontransistorerne benytter dog YIG (ytrrium-ion-garnet).

Andrii Chumak fra Technische Universität Kaiserslautern i Tyskland siger til Physics, at de tre magnon-transistorer udgør en markant milepæl i bestræbelserne på at skabe rene magnoniske kredsløb, som potentielt kan føre til mindre, hurtigere og mere effektiv former for elektroniske kredsløb.

I betragtning af hvor længe spintronik har været et forskningsområde, skal man dog nok ikke forvente, at magnoniske kredsløb sådan lige med det samme bliver et massemarked. Der er mange forhold, der skal undersøges nærmere. Men det er da rart at vide, at forskerne i skuffen har alternativer til konventionel elektronik, som efterhånden nærmer sig fundamentale fysiske begrænsninger for at kunne videreudvikles i retning af mindre og hurtigere kredsløb.