A TDK Corporation anunciou que desenvolveu o primeiro "fotodetector de rotação" do mundo. Este é um elemento óptico de conversão de elétrons de spin que integra elementos ópticos, eletrônicos e magnéticos. Ele pode responder a uma velocidade ultra-alta de 20 picossegundos (20 × 10⁻¹² segundos), usando luz com comprimento de onda de 800 nanômetros, e a velocidade de resposta é mais de 10 vezes mais rápida do que os fotodetectores semicondutores tradicionais.

Espera-se que o novo dispositivo seja um impulsionador chave para permitir a tecnologia de conversão fotoelétrica que aumenta a velocidade de transmissão e processamento de dados, especialmente em aplicações de inteligência artificial, ao mesmo tempo que reduz o consumo de energia.

Com o desenvolvimento da inteligência artificial, é inevitável transmitir dados massivos em velocidades mais altas e com menor consumo de energia. Para processar dados e realizar cálculos, atualmente os dados são transmitidos entre chips CPU/GPU e entre memórias por meio de sinais elétricos. Portanto, há uma demanda crescente por comunicações ópticas e interconexões ópticas que possam fornecer velocidades de transmissão de alta velocidade que não se degradem à medida que a distância de interconexão aumenta. A tecnologia de conversão fotoelétrica, uma fusão compacta de componentes ópticos e eletrônicos, também está atraindo a atenção global.

Para enfrentar esses desafios, a TDK está aplicando sua tecnologia de junção de túnel magnético (MTJ), que agora é usada em bilhões de cabeçotes de HDD, à fotônica. Uma das principais vantagens desta tecnologia é que não há necessidade de utilizar um substrato monocristalino para o crescimento do cristal, e a formação de dispositivos não é limitada pelo material do substrato. Em contraste, os fotodetectores convencionais baseados em semicondutores têm limitações físicas em comprimentos de onda mais curtos. Como o fotodetector de spin funciona com um princípio completamente diferente e explora o fenômeno do aquecimento de elétrons, ele pode operar em velocidades ultra-altas, mesmo com comprimentos de onda mais curtos. Além disso, possui uma ampla faixa de comprimento de onda operacional e foi comprovado que funciona na faixa do visível ao infravermelho próximo. A TDK demonstrou com sucesso um fotodetector de spin com a Universidade Nihon, uma pesquisa pioneira no campo de medição de fenômenos ultrarrápidos em materiais magnéticos.

Além disso, devido à sua capacidade de detectar luz visível em altas velocidades, os fotodetectores de spin serão úteis em aplicações que deverão crescer no futuro, como óculos inteligentes AR/VR e sensores de imagem de alta velocidade. Os dispositivos semicondutores tradicionais de detecção de luz têm fraca resistência aos raios cósmicos, enquanto os componentes MTJ são conhecidos por sua forte resistência aos raios cósmicos e espera-se que sejam usados ​​como elementos de detecção de luz em aplicações aeroespaciais. No futuro, a TDK continuará a melhorar os componentes de detecção óptica de alta velocidade com base nessas conquistas e a maximizar ainda mais sua praticidade.