Исследователи из NIST прояснили механизм работы мемристоров

Коммутаторы на основе оксидов переходных металлов (мемристоры) имеют большой потенциал применения в качестве устройств энергонезависимой памяти. Один тип таких переключателей представляет собой конструкцию из четырех слоев различных материалов: медная и оксидная пленки зажаты между двумя металлическими пластинами, действующими как электроды. Такие системы действуют как выключатель при появлении напряжения между электродами, однако почему это происходит — до сих пор было доподлинно неизвестно.

Новая информация, опубликованная Национальным институтом стандартов и технологий (NIST) в статье Spin transport in memristive devices (Applied Physics Letters), проясняет механизм функционирования подобных устройств, что позволит ускорить их появление на рынке в составе более быстродействующих и экономичных компьютеров.

Исследовательский коллектив NIST выяснил, что при появлении электрического поля между ферромагнитными слоями-электродами формируются мельчайшие медные волокна, проникающие сквозь слой оксида тантала. Эти волокна имеют протяженность всего около 16 нм. В зависимости от знака прикладываемого напряжения они создаются или разрушаются обеспечивая эффект включения или выключения.

Методология эксперимента заключалась в использовании информации о спине — квантовом состоянии электрона. Ученые установили, что при переходе от верхнего к нижнему электроду спин электронов не меняется, что может быть объяснено только формированием волокон из высококачественной меди. Этот итог работы позволяет предположить, что такие слоистые структуры могут найти применение в спинтронике, где спин электронов несет информационную нагрузку.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI