Новый квантовый материал заменит полупроводники в компьютерной технике

Способ превратить мультиферроики и топологические материалы в память и компьютерную логику, предложили в статье, которая вышла в онлайновой версии Nature, исследователи из корпорации Intel и Калифорнийского университета в Беркли. Такие устройства будут в 100-1000 раз более энергоэффективны, чем наиболее совершенные из чипов КМОП.

Помимо этого, магнитоэлектрические спин-орбитальные (MESO) устройства смогут обеспечить пятикратное превосходство над КМОП в количестве логических элементов на единицу площади — главный параметр, учитываемый законом Мура.

MESO базируется на материале, состоящем из висмута, железа и кислорода (BiFeO₃) и являющегося, одновременно, магнитным и ферроэлектрическим. Эти два свойства связаны между собой спин-орбитальным квантовым эффектом, так что изменение одного меняет другое. Манипулируя электрическим полем учёные могли воздействовать на магнитное состояние MESO.

Ранее в этом месяце, в другой статье те же участники продемонстрировали ключевую для функциональности MESO контролируемую электрическим напряжением магнитную коммутацию в материале BiFeO₃.

В нынешней статье Nature они сообщают, что напряжение, необходимое для магнитоэлектрического переключения бита мультиферроика, удалось снизить с 3 вольт до 500 милливольт. Также они предвидят возможность дальнейшего его уменьшения до 100 милливольт. Это в 5-10 раз меньше напряжения, требуемого сегодняшними КМОП-транзисторами.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365