Гигантский скачок в исследованиях магнитов, ведущий к более быстрой электронике

Исследователи, расширяющие границы магнитов как средства для создания более быстрой электроники, опубликовали свои доказательства концептуальных открытий 10 апреля 2020 года в журнале Science.

Университет Центральной Флориды является ведущим университетом в рамках проекта междисциплинарной исследовательской инициативы университетов (MURI), который финансируется за счет гранта Министерства обороны США в размере $7,5 миллионов. Команда, исследующая методы создания машин, которые работают с триллионами циклов в секунду, включает Калифорнийский университет, Санта-Крус и Риверсайд, Университет штата Огайо, Университет Окленда (Мичиган) и Университет Нью-Йорка, а также другие.

Современные компьютеры используют ферромагнетики (того же типа, что и в вашем холодильнике) для уравнения двоичных единиц и нулей, которые обрабатывают и хранят информацию. Антиферромагнетики гораздо более мощные, но их естественное состояние, не проявляющее никакой измеримой намагниченности, затрудняет использование их мощности.

Лаборатория доктора наук Энрике дель Барко и сотрудников Калифорнийского университета, Национальной лаборатории сильных магнитных полей, Норвежского научно-технического университета и Северо-восточного университета Китая успешно преодолевают это естественное сопротивление с помощью электрических токов, проходящих через антиферромагнетики на нано-уровне. Результаты являются новаторскими, поскольку они представляют собой доказательство концепции, показывающей, что антиферромагнитные устройства могут работать на уровне терагерца, когда вычисления выполняются за триллионную долю секунды. Это не только имеет потенциал для всего, от систем наведения до коммуникаций, но и приближает устройства к тому, чтобы имитировать работу мозга.

“Сейчас мы видим, что работа на этом уровне возможна и выполнима”, – сказал дель Барко.

Следующие шаги потребуют тесного сотрудничества между теорией, экспериментом и группами материалов в рамках MURI. Создание устройств на наноуровне (с поперечными размерами менее половины микрона) требует фундаментального понимания соответствующих материалов. И теоретические, и экспериментальные исследования будут следовать этому доказательству концепции с целью поиска креативных способов уменьшения количества антиферромагнетиков.