НомераТемыСлайдшоуСобытияРешенияФорум
поиск  
 >  >  > 


Новости ИТ-бизнеса

Современные решения
 

Прорыв IBM в спинтронике может привести к созданию новых магнитных транзисторов

Автор: Деррил Тафт
31.08.2012

IBM Research совместно с командой европейского университета синхронизируют спины электронов. В перспективе это может привести к появлению нового класса магнитных полупроводниковых транзисторов для более энергоэффективных устройств.

По сообщению Голубого гиганта, ученые из IBM и ETH Zurich, ведущего европейского университета, впервые наблюдали формирование стабильной спиновой спирали в полупроводнике.

Целью проекта является использование спина электрона для хранения, передачи и обработки информации. До открытия было непонятно, обладает ли спин способностью достаточно долго сохранять свое состояние, чтобы хранить закодированную информацию.

В статье, опубликованной в журнале Nature Physics, ученые из IBM Research и лаборатории физики твердого тела ETH Zurich продемонстрировали, что электронная синхронизация увеличивает продолжительность жизни спина электрона в тридцать раз, до 1,1 нс. По времени это совпадает со длительностью такта в процессоре с частотой 1 ГГц.

IBM поясняет: современные компьютерные технологии используют электрический заряд электронов для кодирования и обработки данных. Этот метод имеет ограничения: при уменьшении размеров полупроводников можно потерять контроль над потоком электронов. Использование спина электрона вместо заряда могло бы указать выход из тупика.

Новые знания в спинтронике не только дают ученым беспрецедентный контроль над магнитными перемещениями внутри устройств, но и расширяют возможности по созданию энергосберегающей электроники.

Ученые наблюдали ранее неизвестные физические эффекты — перемещение спинов электронов в полупроводнике на десятки нанометров с синхронным вращением по пути движения подобно тому, как вращаются пары в знаменитом венском вальсе.

“Если женщины во всех парах начинают танец, смотря на север, то спустя короткое время вращающиеся пары ориентированы в разных направлениях, — говорит Жан Салис из исследовательской группы Physics of Nanoscale в IBM Research-Zurich. — Теперь мы можем зафиксировать скорость вращения танцоров. Результатом является совершенная хореография, когда все женщины в некотором пространстве смотрят в одном направлении. Способность наблюдать спины и манипулировать ими является важным шагом в развитии спиновых электрически программируемых транзисторов”.

Ученые из IBM использовали в своих экспериментах сверхкороткие лазерные импульсы для отслеживания эволюции тысяч спинов электронов на очень маленьком пространстве. Обычно спины вращаются произвольным образом и быстро теряют ориентацию. Впервые ученые могли наблюдать образование спинами регулярного полосатого узора, который называют устойчивой спиновой спиралью.

Концепция блокировки вращения спинов была теоретически предсказана в 2003-м. В некоторых экспериментах обнаруживались признаки такой блокировки, но прямое наблюдение стало возможно только теперь.

Ученые из IBM зафиксировали синхронный “вальс” спинов электронов с помощью сканирующего микроскопа с временным разрешением. Благодаря синхронизации вращения спинов электронов удалось наблюдать перемещение спинов более чем на 10 микрометров (одну сотую долю миллиметра). Шансы использовать спины для быстрой и энергоэффективной обработки логических операций увеличиваются.

Причиной синхронного движения спинов является спин-орбитальное взаимодействие, физический механизм, связывающий спин с движением электрона. Полупроводниковый материал арсенид галлия (GaAs) III--V групп периодической системы элементов был получен учеными из ETH Zurich, всемирно известными экспертами по выращиванию сверхчистых атомарноточных полупроводниковых структур. GaAs широко используется в производстве интегральных схем, инфракрасных светодиодов, высокоэффективных солнечных панелей и других устройств.

Коммерциализация спинтроники по-прежнему остается трудной задачей, считают в IBM. Исследования в этой области проходят при очень низких температурах для минимизации взаимодействия спинов электронов с окружающей средой. В данном исследовании ученые из IBM работали при температуре 40 градусов Кельвина (­233° С).

Работа была выполнена при финансовой поддержке Национального научного фонда Швейцарии и посредничестве Национальных центров компетенций в области исследований. Научный доклад “Картина формирования устойчивой спиновой спирали” (“Direct mapping of the formation of a persistent spin helix”) был опубликован в журнале Nature Physics 12 августа 2012 г.


Поместить в блог
Комментарии к статье
Ваше имя*


Ваш комментарий*


Защита от автоматических сообщений*



Введите символы на картинке
* - Поля, обязательные для заполнения.
Искусственный интеллект в парфюмерной индустрии
Искусственный интеллект в парфюмерной индустрии
Согласно исследованию аналитиков Euromonitor International, глобальный рынок парфюмерии оценивается примерно в 48 млрд долл, и по прогнозам в ближайшие несколько лет будет расти со среднегодовым темпом роста 5,5%...

Японські компанії планують вже через три роки освоїти 2 нм техпроцес
Японські компанії планують вже через три роки освоїти 2 нм техпроцес
До реалізації цієї мети будуть залучені компанії зі США, кірм того, обіцяв надати підтримку і японський уряд. Так, японська влада забезпечить певні інвестиції та дотації.

Українські інженери допомогають у створенні обладнання для донації крові, яким користуються 70% західного ринку
Українські інженери допомогають у створенні обладнання для донації крові, яким користуються 70% західного ринку
Українські фахівці компанії GlobalLogic створюють програмне забезпечення для найбільш передового пристрою зі збору крові американської компанії Applied Science, Inc

Ключові проблеми, з якими стикаються українські засновники стартапів
Ключові проблеми, з якими стикаються українські засновники стартапів
Дмитро Подолєв, генеральний директор і співзасновник додатку з підтримки психічного здоров'я Mindly, назвав конкретні проблеми, з якими стикаються українські засновники, керуючи своїм бізнесом під час війни.

Дослідження GlobalLogic: що може врятувати ВВП України
Дослідження GlobalLogic: що може врятувати ВВП України
Під час війни ІТ-індустрія залишається однією з небагатьох галузей, здатних підтримувати економіку України валютними надходженнями. Так, за «позитивного сценарію» експерти МВФ у 2022 році...

 



Форум
Газета PC Week Ukrainian Edition печатается по лицензионному соглашению с компанией Ziff Davis Publishing Inc. Перепечатка материалов допускается только c разрешения редакции. За содержание рекламных объявлений редакция ответственности не несет. Editorial items appearing in PC Week/UE that were originally published in the U.S. edition of PC Week are the copyright property of Ziff Davis Publishing Inc. Copyright 2015 Ziff Davis Inc. All rights reserved. PC Week is trademark of Ziff Davis Publishing Holding Inc.
© 2022 ООО “ПИСИВИК УКРАИНА”. Информация об авторских правах и порядке использования материалов сайта

//
//