Il prof. Giovanni Finocchio, Università degli Studi di Messina, Messina, Italia
Dispositivi spintronici ad alte prestazioni nella tecnologia a radiofrequenza e nel computing
Nella sua presentazione come Distinguished Lecturer, il Prof. Finnocchio illustra i recenti progressi compiuti nello sviluppo di rivelatori, oscillatori e amplificatori a microonde spintronici basati su giunzioni magnetiche a tunnel (MTJ). Rassegna le principali applicazioni di tali dispositivi per il computing, inclusa la realizzazione di macchine di Ising. La tecnologia spintronica sfrutta la manipolazione dello spin dell'elettrone insieme alla sua carica. Questa tecnologia combina potenzialmente caratteristiche importanti quali bassissimo consumo energetico, compattezza (dimensione nanometrica) ed è compatibile con la tecnologia CMOS. La spintronica vanta diversi successi, come le testine di lettura per hard disk magnetici e le recenti memorie magnetiche RAM a trasferimento di spin (STT-MRAM). Queste ultime sono realizzate con MTJ, dispositivi composti da due ferromagneti separati da un materiale isolante ultra-sottile. La resistenza di questo dispositivo dipende dall'orientamento relativo della magnetizzazione dei due ferromagneti e in particolare la configurazione in cui le magnetizzazioni sono parallele o antiparallele possono codificare l'informazione binaria. Oltre ai sviluppi nelle memorie, già presenti sul mercato e integrate nei processi CMOS dalle principali fonderie (INTEL, SAMSUNG, GlobalFoundries), le MTJ possono essere utilizzate per lo sviluppo di auto-oscillatori e rivelatori ad altissima efficienza. Mostra applicazioni di diodi spintronici basati su MTJ per energy harvesting, sensori e rivelatori RF e ciò che ci si aspetta di ottenere nei prossimi tre anni per l'integrazione con la tecnologia CMOS. L'ultima parte della presentazione si concentrerà sul calcolo probabilistico, una delle direzioni per l'implementazione delle macchine di Ising. Il calcolo probabilistico è un paradigma computazionale che utilizza bit probabilistici (p-bit), un'unità a metà strada tra i bit standard e i q-bit. Mostrerò come mappare problemi di ottimizzazione combinatoria difficili (Max-Sat, Max-Cut, ecc.) in macchine di Ising e come implementarli nella tecnologia spintronica.
