В Университете Огайо (Ohio State) впервые продемонстрировано, как информация может передаваться по алмазным проводам. При этом, как описывается в журнале Nature Nanotechnology, электроны не движутся, как в традиционной электронике, а остаются на местах, передавая по цепочке магнитную величину, называемую спин.

Согласно прогнозам ученых, спин может найти применение для передачи данных в будущих поколениях «спинтронных» компьютеров.

Эксперименты в Ohio State показали, что в алмазах спин переносится лучше, чем в большинстве металлов, в которых прежде наблюдался этот эффект. Кроме того, алмаз обладает множеством и других несомненных преимуществ: в отличие от металлов или полупроводников он имеет высокую твердость, прозрачен, не проводит электричество, кислотоустойчив, не подвержен загрязнению, имеет высокую теплопроводность.

Стоимость алмазов тоже не так высока, как можно было бы ожидать, поскольку речь идет не о натуральных, а о синтезируемых минералах.

В своем естественном виде алмаз неспособен передавать спин, поскольку составляющие его атомы углерода соединены вместе и каждый электрон прочно связан с соседним.

Чтобы получить свободные электроны, исследователи модифицировали алмазный провод азотом – на каждые три миллиона атома углерода в цепочке приходился один азота. Изготовленные ими алмазные провода имели длину 4 мкм, диаметр всего 200 нм и охлаждались до температуры 4,2 градуса Кельвина.

Использовавшийся для наблюдения спиновых состояний магнитно-резонансный силовой микроскоп генерировал очень короткие импульсы, позволяющие получать «моментальные снимки» участков провода, размером всего в 50 атомов.

Такая высокая детализация позволила впервые наблюдать интересный эффект: длительность спинового состояния в окне измерения у краев провода, где спиновые волны только входили в него, была вдвое больше, чем внутри (15 миллисекунд), где спин передавался в обоих направлениях.

Этот результат имеет критическое значение, так как ставит под сомнение корректность традиционной методологии измерения спиновой динамики на макроскопическом уровне, использовавшейся на протяжении последних 70 лет.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI