`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

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

Атомно-тонкие магниты для квантовой электроники следующего поколения

+44
голоса

В 2005 г. журнал Science спросил, возможно ли разработать магнитный полупроводник, который мог бы работать при комнатной температуре. Теперь, всего пятнадцать лет спустя, исследователи разработали эти материалы в двухмерной форме, решая одну из самых неразрешимых проблем науки.

По мере того, как наши смартфоны, ноутбуки и компьютеры становятся меньше и быстрее, так же становятся меньше и транзисторы внутри них, которые контролируют поток электричества и хранят информацию. Но традиционные транзисторы нельзя сильно сжать. Теперь исследователи из Технологического института Стивенса разработали новый атомарно тонкий магнитный полупроводник, позволяющий разрабатывать новые транзисторы, которые работают совершенно по-другому; они могут не только использовать заряд электрона, но и спин, обеспечивая альтернативный путь к созданию все меньшей и более быстрой электроники.

Вместо того чтобы полагаться на создание все более мелких электрических компонентов, новое открытие, о котором сообщалось в журнале Nature Communications, потенциально может стать критически важной платформой для развития спинтроники, принципиально нового способа работы с электроникой и крайне необходимой альтернативе продолжению миниатюризации стандартных электронных устройств. В дополнение к снятию барьера для миниатюризации, новый атомно-тонкий магнит может также обеспечить более высокую скорость обработки, меньшее энергопотребление и увеличенную емкость хранилища.

«Двумерный ферромагнитный полупроводник - это материал, в котором ферромагнетизм и полупроводниковые свойства сосуществуют, и поскольку наш материал работает при комнатной температуре, он позволяет нам легко интегрировать его с устоявшейся полупроводниковой технологией», - сказал Э.Х. Ян (EH Yang), профессор машиностроения в Технологическом институте Стивенса, который руководил этим проектом.

«Напряженность магнитного поля в этом материале составляет 0,5 мТл; хотя такая слабая напряженность магнитного поля не позволяет нам подхватить скрепку, она достаточно велика, чтобы изменить спин электронов, что может быть использовано для применений квантовых битов», - сказал Стефан Страуф (Stefan Strauf), профессор физики в Стивенсе.

Когда компьютеры были впервые построены, они заполняли всю комнату, но теперь они могут поместиться в вашем заднем кармане. Причиной этого является закон Мура, согласно которому каждые два года число транзисторов, устанавливаемых на компьютерный чип, удваивается, что фактически удваивает скорость и возможности гаджета. Но транзисторы могут стать настолько маленькими, что электрические сигналы, которыми они должны управлять, больше не будут подчиняться их командам.
Хотя большинство прогнозистов ожидают, что закон Мура закончится к 2025 году, были исследованы альтернативные подходы, которые не зависят от физического масштабирования.

Управление спином электронов, вместо того, чтобы полагаться исключительно на их заряд, может обеспечить решение в будущем.
Создание нового магнитного полупроводника с использованием двумерных материалов - то есть толщиной в два атома - позволит разработать транзистор для управления электричеством с контролем спина электрона, вверх или вниз, в то время как все устройство остается легким, гибким и прозрачным.

Используя метод, названный in situ, замещающим легированием, проф. Ян и его команда успешно синтезировали магнитный полупроводник, в результате чего кристалл дисульфида молибдена замещается атомами железа. Во время этого процесса атомы железа отталкивают некоторые атомы молибдена и занимают свое место в точном месте, создавая прозрачный и гибкий магнитный материал - опять же, толщиной всего два атома. Материал остается намагниченным при комнатной температуре, и, поскольку он является полупроводником, он может быть непосредственно интегрирован в существующую архитектуру электронных устройств в будущем.

«Чтобы сделать что-то существенное в науке, нужно, чтобы другие сотрудничали с вами, - сказал доктор философии Шичень Фу (Shichen Fu), студент машиностроительного факультета в Стивенсе. - На этот раз мы собрали всех нужных людей - лаборатории с разными сильными сторонами и разными перспективами - чтобы это произошло».

Атомно-тонкие магниты для квантовой электроники следующего поколения


Вы можете подписаться на наш Telegram-канал для получения наиболее интересной информации

+44
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 

Slack подает жалобу на Microsoft и требует антимонопольного расследования от ЕС

 
Реклама

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