`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Новое развитие спинтроники

+33
голоса

Команда исследователей из Мичиганского университета и Университета Западного Мичигана изучает новые материалы, которые могут обеспечить более высокие скорости вычислений и низкое энергопотребление даже в неблагоприятных условиях.

Большинство современных электронных схем основывается на управлении зарядами электронов в цепи, но это управление может быть легко нарушено в присутствии излучения, что может привести к нарушению обработки данных. Электроника, использующая логику, основанную на спине электрона, или спинтроника, может предложить альтернативу, которая является надежной даже в заполненной излучением среде.

Создание стойких к радиации спинтронных устройств требует материалов, подходящих для спинтронных приложений, которые сохраняют возможность управления спином после того, как были облучены. В статье, опубликованной в журнале Applied Physics Letters, исследовательская группа из Мичигана представляет свои результаты с использованием объемного Si-легированного n-типа полупроводника GaAs, подверженного протонному облучению.

Современные электронные устройства используют заряды для передачи и хранения данных, в первую очередь, основываясь на том, сколько электронов находится в одном или другом месте. Когда их много на данном контакте, то можно говорить, что он «включен», если мало, то «выключен». Это позволяет реализовать двоичную логику. Спинтроника, упрощенно, использует идею «вкл. / выкл.», но вместо того чтобы считать электроны, измеряется их спин.

«Мы можем управлять и измерять направление спина с помощью света, электрических или магнитных полей", - говорит исследователь Бреннан Персли (Brennan Pursley), который является первым автором  статьи.

Хотя спинтроника перспективна для более быстрых и эффективных вычислений, исследователи также хотят знать, будет ли она полезной в суровых условиях. В настоящее время радиоактивность является серьезной проблемой для электронных схем, поскольку она может нарушить информацию и в долгосрочной перспективе ухудшить электронные свойства. Для краткосрочной эксплуатации спинтроника очень перспективна: радиоактивность может изменить количество зарядов в цепи, но не должна влиять спин-поляризованные носители.

Изучение спинтронных материалов требовало, чтобы исследовательская группа объединила две устоявшихся области: исследование спиновой динамики и изучение радиационных повреждений. Оба набора инструментов в течение десятилетий давали хорошие результаты, но их объединение требовало объемных исследований в области радиационных повреждений. «Это было самым трудным аспектом, - объяснил Персли. - Это была совершенно новая для нас область с другими устоявшимися методами и терминологией. Нужно было подойти к ней, как к любому новому проекту: задать много вопросов, найти несколько хороших книг или статей и следовать им».

Что команда Мичигана сделала технически, так это измерила свойства спина n-GaAs как функции радиационной плотности энергии, используя магнитооптический эффект Керра с разрешением по времени и фотолюминесцентную спектроскопию. Результаты показали, что время жизни спина и g-фактора (фактор магнитного расщепления, множитель Ланде) объемного n-GaAs не зависят от протонного облучения, что делает его кандидатом для дальнейшего изучения с целью применения в радиационно-стойких спинтронных устройствах.

В долгосрочной перспективе знание радиационного воздействия на спинтронные устройства поможет в их создании. Они могут использоваться для обработки данных на спутниках связи, где без защиты атмосферы Земли электроника может быть повреждена мощным солнечным излучением.

Теоретически достижимая скорость вычислений и низкое энергопотребление могут быть объединены в компактную конструкцию и относительно защищены от света. Это может сделать системы связи быстрее, долговечнее и дешевле в реализации.

Новое развитие спинтроники

Лазерный импульс расщепляется на два пути: циркулярно-поляризованный накачки (синий) и линейно-поляризованный зондирующий (красный). Длины пути луча накачки регулируется с помощью элемента задержки, так что относительное время прибытия между лучом накачки и зондирующим может быть отрегулировано. После того как зондирующий луч отражается от поверхности образца, свет проходит через призму Уоллостона и направляется в сбалансированный фотодиодный мост. Это позволяет выполнять очень чувствительные измерения вращения Фарадея вследствие спиновой поляризации электронов

+33
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT