Gira de efecto Hall de reloj de la lógica Nanomagnetic sin un campo magnético

Esquemas de informática basada en spin podrían permitir nuevas funcionalidades más allá de los de los enfoques basados ​​en la carga- ^{1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6} . Los ejemplos incluyen la lógica Nanomagnetic, donde la información puede ser procesada usando dipolo nanoimanes acoplados ^{7, 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14} , como se demuestra por las puertas de computación de múltiples bits ^8 , 13. Un beneficio fundamental del uso de imanes es la posibilidad de una reducción significativa en la energía por bit en comparación con los transistores convencionales ^{1 , 8 , 14 , 15} . Sin embargo, hasta ahora, las implementaciones prácticas de la lógica Nanomagnetic han sido limitados por la necesidad de aplicar un campo magnético para sincronizar ^8 , 11 . Aunque la energía asociada con ella misma de conmutación magnética podría ser muy pequeña, la energía necesaria para generar el campo magnético hace que el esquema general de la lógica no competitivo en comparación con complementario de metal-óxido-semiconductor (CMOS) homólogos. Aquí, se demuestra un esquema de la lógica Nanomagnetic a temperatura ambiente, donde la necesidad de utilizar un reloj de campo magnético puede ser completamente eliminado mediante el uso de pares de spin-órbita ^{16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22} . Construimos una cadena de tres nanomagnetos COFEB perpendicularmente polarizados en la parte superior de un alambre de tántalo y demostrar que una corriente polarizada que fluye a través del cable puede 'reloj' la magnetización perpendicular a un estado metaestable. Un imán de entrada puede entonces conducir la cadena Nanomagnetic determinista a uno de dos estados-dipolo acoplado, '2 por 1 down 'o '2 por 1 up', según su propia polarización. Por lo tanto, la información puede fluir a lo largo de la cadena, dictada por el imán de entrada y velocidad de reloj únicamente por una corriente de carga en tantalio, sin ningún campo magnético. A tres y cincuenta y siete orden de reducción de magnitud en la disipación de energía se espera para nuestro esquema cuando se compara con la lógica Nanomagnetic estado-of-the-art.