Новости

30.11.2021 19:00
Рубрика: Общество

Нижегородцы создали материал для компьютеров нового типа

В ближайшие 10-15 лет кремниевые процессоры достигнут предела своих возможностей. Поэтому уже сейчас ученые ищут новые физические принципы, на которых будут построены быстродействующие устройства с низким энергопотреблением и тепловыделением. Один из вариантов, на который обратили внимание специалисты, - спины элементарных частиц, известные из курса школьной физики. Дело в том, что частицы могут вращаться вокруг собственной оси, что образует магнитный импульс. Он может быть направлен вверх или вниз. Воздействуя на частицы, скажем, на электроны, можно эти импульсы выстроить в одном направлении, что создаст спиновый ток.

- Для повышения производительности классическая электроника уменьшает размеры элементов, и этот процесс скоро остановится, так как уменьшить размеры ниже атомных невозможно, - пояснил "РГ" руководитель проекта, доктор физико-математических наук Михаил Дорохин из Научно-исследовательского физико-технического института Университета Лобачевского. - Спиновая электроника может предложить те же решения по производительности, но для этого не потребуется снижать размеры элементов до уровня атомов. Просто те же функции, которые выполняет сотня транзисторов, могут быть выполнены по-другому, с использованием иных физических принципов, и это потребует меньшего количества элементов.

Нижегородские ученые совместно с коллегами из Бразилии разработали уникальную структуру, в которой такие повороты выполняются синхронно и предсказуемо. А это значит, что создание компьютеров нового типа не за горами. Ведь такие развороты спинов могут служить "нолями" и "единицами" - то есть основой работы компьютеров. Новый материал представляет собой структуру из сверхтонкого слоя магнитных атомов марганца, который находится в кристаллической решетке арсенида галлия. Бразильские коллеги помогли нижегородцам манипулировать магнитными свойствами образцов, воздействуя на них сверхбыстрыми лазерными импульсами. Именно с помощью этой техники удалось обнаружить групповой поворот спинов и сохранение этого поворота.

Работа опубликована в ведущем международном журнале Physical Review B.

Общество Наука