НомериТемиСлайдшоуПодіїРішенняФорум
пошук  
 >  >  > 


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.
Bosch дослідила очікування користувачів від майбутніх транспортних засобів, які зможуть їздити в автоматичному режимі
Bosch дослідила очікування користувачів від майбутніх транспортних засобів, які зможуть їздити в автоматичному режимі
Перегляд фільмів, ігри, робота чи відпочинок — майбутні користувачі автоматизованих транспортних засобів мають чітке уявлення про те, як вони хочуть проводити час у дорозі. Такими є результати дослідницького проєкту RUMBA...

На Impact Force Forum підбили підсумки програми «Інноватори енергоефективності України»
На Impact Force Forum підбили підсумки програми «Інноватори енергоефективності України»
На форумі велика увага приділялася інноваціям, що допомагають забезпечувати стійкість на довгостроковій основі, підкреслюючи важливість новітніх технологій та практик у різних секторах...

Оригинальные решения в дизайне современной кухни
Оригинальные решения в дизайне современной кухни
Эффектная климатическая техника подойдет для просторной кухни. В ней сочетаются высокая производительность, что важно при регулярном приготовлении пищи в больших количествах...

Дослідження Rakuten Viber: 55% українців негативно реагують на дзвінки з незнайомих номерів
Дослідження Rakuten Viber: 55% українців негативно реагують на дзвінки з незнайомих номерів
Респонденти також виокремили випадки, в яких повідомлення є більш зручними за дзвінок: питання від колег чи клієнтів (65% проти 35% за дзвінки), питання від магазинів, кур’єрів тощо (70% проти 30% за дзвінки), а також інші можливі розмови (78% проти 22% за дзвінки).

В R&D центрі YouControl проаналізували звітність парламентських партій, які отримали держфінансування
В R&D центрі YouControl проаналізували звітність парламентських партій, які отримали держфінансування
Фахівці YouControl проаналізували з Єдиного державного реєстру звітності політичних партій дані чотирьох політичних сил за 2022-2023 рр., що подолали 5% бар’єр у Верховній Раді: “Слуга Народу”, “Європейська Солідарність”, “Батьківщина”, “ГОЛОС...

 



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.
© 2024 ООО “ПИСИВИК УКРАИНА”. Информация об авторских правах и порядке использования материалов сайта

//
//