Новые высокопроизводительные диоды и транзисторы

Современные компьютерные процессоры все больше приближаются к пределам своих физических свойств. Решением этой проблемы могут быть новые материалы. Физики из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге (MLU) исследовали, могут ли и как эти материалы разрабатываться. Они создали, протестировали и подали патент на концепцию, которая использует последние результаты в области спинтроники. Команда сообщила о своих исследованиях в журнале ACS Applied Electronic Materials.

С их новой концепцией исследователи из MLU хотят улучшить свойства диодов и транзисторов. Обычные процессоры используют тысячи диодов и транзисторов для обработки данных. «Энергоэффективность этих отдельных компонентов определяет, сколько энергии потребляет процессор в целом», - говорит профессор Ингрид Мертиг (Ingrid Mertig), физик-теоретик из MLU. Потеря энергии, которая происходит, когда электрическая энергия превращается в тепло, остается самой большой проблемой, объясняет она. При разработке этих компонентов ученым также необходимо решить, создавать ли очень мощные и энергоэффективные компоненты, которые можно использовать только для определенной цели, или создавать детали, которые можно использовать различными способами, но имеющие более низкую производительность и требующие больше энергии.

Для своего последнего новшества команда ученых изучала, может ли спинтроника использоваться для решения этих проблем. Ученые исследовали, можно ли и как разработать диод или транзистор, который использует спин в дополнение к заряду электрона. Концепция основана на недавно открытых магнитных материалах, которые содержат информацию о спине. Они могут заменить традиционные полупроводниковые материалы в новых компонентах.

«Наши предложения по новым транзисторам объединяют обработку и хранение данных. Потери энергии нет, и их легко перенастроить», - объясняет д-р Эрсой Сасиоглу (Ersoy Sasioglu), физик из MLU и первый автор статьи. Уже был подан патент на конструкцию этих спинтронных компонентов. Исследовательская группа из Галле фокусируется на использовании теоретического моделирования при разработке новых материалов. В сотрудничестве с физиками-экспериментаторами из Университета Билефельда ученые теперь хотят проверить, какие материалы лучше всего подходят для новых компонентов.