TDK Corporation anunció que ha desarrollado el primer "fotodetector giratorio" del mundo. Se trata de un elemento óptico de conversión de electrones de espín que integra elementos ópticos, electrónicos y magnéticos. Puede responder a una velocidad ultraalta de 20 picosegundos (20×10⁻¹² segundos), utilizando luz con una longitud de onda de 800 nanómetros, y la velocidad de respuesta es más de 10 veces más rápida que la de los fotodetectores semiconductores tradicionales.
Se espera que el nuevo dispositivo sea un factor clave para habilitar la tecnología de conversión fotoeléctrica que aumenta las velocidades de transmisión y procesamiento de datos, especialmente en aplicaciones de inteligencia artificial, al tiempo que reduce el consumo de energía.
Con el desarrollo de la inteligencia artificial, es inevitable transmitir datos masivos a mayores velocidades y menor consumo de energía. Para procesar datos y realizar cálculos, actualmente los datos se transmiten entre chips CPU/GPU y entre memorias a través de señales eléctricas. Por lo tanto, existe una demanda creciente de comunicaciones ópticas e interconexiones ópticas que puedan proporcionar velocidades de transmisión de alta velocidad que no se degraden a medida que aumenta la distancia de interconexión. La tecnología de conversión fotoeléctrica, una fusión compacta de componentes ópticos y electrónicos, también está atrayendo la atención mundial.
Para abordar estos desafíos, TDK está aplicando a la fotónica su tecnología de unión de túnel magnético (MTJ), que ahora se utiliza en miles de millones de cabezales de discos duros. Una de las principales ventajas de esta tecnología es que no es necesario utilizar un sustrato monocristalino para el crecimiento de los cristales y la formación de dispositivos no está limitada por el material del sustrato. Por el contrario, los fotodetectores convencionales basados en semiconductores tienen limitaciones físicas en longitudes de onda más cortas. Debido a que el fotodetector de espín funciona según un principio completamente diferente y aprovecha el fenómeno del calentamiento de electrones, puede funcionar a velocidades ultraaltas incluso con longitudes de onda más cortas. Además, tiene un amplio rango de longitud de onda operativa y se ha demostrado que funciona en el rango visible al infrarrojo cercano. TDK ha demostrado con éxito un fotodetector de espín con la Universidad de Nihon, una investigación pionera en el campo de la medición de fenómenos ultrarrápidos en materiales magnéticos.
Además, debido a su capacidad para detectar luz visible a altas velocidades, los fotodetectores giratorios serán útiles en aplicaciones que se espera que crezcan en el futuro, como las gafas inteligentes AR/VR y los sensores de imagen de alta velocidad. Los dispositivos semiconductores tradicionales sensores de luz tienen una resistencia débil a los rayos cósmicos, mientras que los componentes MTJ son conocidos por su fuerte resistencia a los rayos cósmicos y se espera que se utilicen como elementos de detección de luz en aplicaciones aeroespaciales. En el futuro, TDK continuará mejorando los componentes de detección óptica de alta velocidad basándose en estos logros y maximizará aún más su practicidad.