Un team internazionale guidato dal Politecnico di Milano, in collaborazione con Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau e il CNR-Istituto Officina dei Materiali, ha sviluppato il primo dispositivo integrato basato su onde di spin, in grado di funzionare senza l’utilizzo di campi magnetici esterni. Lo studio, pubblicato su Advanced Materials, apre la strada a nuove possibilità per le telecomunicazioni del futuro, ben oltre gli attuali standard 5G e 6G.
La tecnologia magnonica utilizza le onde di spin – eccitazioni collettive degli spin elettronici nei materiali magnetici – al posto dei segnali elettrici. Il nuovo chip supera il limite dei dispositivi magnonici, che richiedono un campo magnetico esterno, integrando sul silicio micro-magneti permanenti e concentratori di flusso magnetico, miniaturizzando il tutto (100 × 150 μm²) e rendendolo compatibile con piattaforme elettroniche esistenti.
Il dispositivo funziona tra 3 e 8 GHz, con fase regolabile fino a 120° a 6 GHz, senza consumare energia aggiuntiva per generare il campo magnetico, e resiste a temperature fino a 200°C. I prototipi già operano come linee a ritardo temporale e modulatori di fase, e potrebbero essere combinati con dispositivi MEMS per riconfigurazioni in tempo reale.
Silvia Tacchi (CNR-IOM) sottolinea: «Questo risultato rappresenta un passo fondamentale nel portare i chip a onde di spin dalla dimostrazione di laboratorio all’integrazione in dispositivi elettronici».
Il lavoro fa parte del progetto MandMEMS, finanziato dall’Unione Europea nell’ambito di Horizon Europe, e prepara il terreno per dispositivi compatti, a basso consumo e ad alte prestazioni, con possibili applicazioni non solo nelle telecomunicazioni, ma anche nell’elettronica di consumo, nel settore automotive e nelle diagnostiche avanzate.
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