Спиновая волна пророчит совершенно новый вид компьютерной памяти

Спиновая волна пророчит совершенно новый вид компьютерной памяти

Модули память современная компьютеров функционирует по принципу кодирования информации за счёт переключения магнитных бит. Между тем, благодаря инновационным исследованиям, проведенным учёными Национального университета Сингапура, удалось изыскать более эффективный способ кодирования «спиновыми волнами». Именно благодаря переключению магнитных состояний при комнатной температуре «спиновыми волнами», удалось разработать более энергоэффективный вид спиновой памяти.

Как устранить проблему излишнего нагрева?

Традиционные электронные чипы теряют эффективность по причине значительного нагрева в моменты протекания электрического тока. Образуются высокие температуры на элементах структуры микросхем. Обусловлен эффект высокой скоростью перемещения и взаимными столкновениями заряженных электронов.

Эта действительно серьёзная проблема не просто сопровождается значительным рассеиванием энергии. Дополнительно ограничивается скорость работы микросхемы памяти, плюс ограничено число элементов, которые могли бы встраиваться в устройства. На практике часто сталкиваются с подобными проблемами при пользовании:

  • телефонами,
  • компьютерами,
  • другими электронными устройствами.

Как правило, чрезмерный нагрев замедляет функциональность устройств, способствует ускоренному выходу электроники из строя.

И вот, вместо применения традиционных методов инжекции электронов, применяемых практикой традиционного производства электроники, учёные решили обратиться к «спиновым волнам» с целью переключения магнитных состояний. Спиновые волны рассматриваются наукой как несущие распространяющиеся изменения упорядочивания магнитных материалов. Соответственно, опираясь на термин «квазичастицы», спиновые волны следует характеризовать как «магноны».

Командой инженеров Национального университета Сингапура разработана двухслойная система на основе антиферромагнитного транспортного канала магнонов – своего рода топологический источник изолирующего спина. Впервые в мировой практике специалистам удалось получить переключение магнитных состояний спиновой волной. Причём переключение высокоэффективное, при комнатной температуре.

Разработанная схема переключателя спиновыми волнами позволяет исключить движения зарядов. Следовательно, для работы такого устройств следует ожидать значительно меньшего выделения «джоулева тепла» при сохранении требуемого уровня мощности. Отсюда видится полезным развитие коммутационного принципа спиновых волн, которым обещается производство энергетически эффективных чипов.

Сверхвысокие скорости обмена данными

Теперь исследовательской группой продолжается разработка эффективных крутящих моментов магнонов. Специалисты предполагают исследовать магноновые устройства на возможность использования без электрических частей. Кроме того, учитывая, терагерцовый рабочий частотный диапазон спиновых волн, открываются новые возможности.

Терагерцовые устройства способны передавать данные на скоростях существенно более высоких, чем это достигнуто современными технологиями. Таким образом, устройства с крутящим моментом «магнона», — это сверхвысокие скорости обмена данными в будущем.


При помощи информации: NUS