Применение основных идей спинтроники позволило достичь быстродействия 1 Тб/с

Быстродействие современной компьютерной техники, как в обработке данных, так и в записи-считывании информации из запоминающих устройств подходит к физическому пределу, обусловленному законами электроники твердого тела.

По мнению ученых, кардинальный прогресс в вычислительной производительности будет достигнут переходом от традиционной электроники к оптической  и квантовой электронике, одним из разделов которой является спиновая электроника – спинтроника. В этой области «переносчиком» энергии и информации является не электрон, а его спин – собственный момент импульса электрона, не связанными с перемещением электрона как целого (вот где кроется скоростной ресурс!). На сегодняшний день уже есть ряд научных разработок электронных компонентов, основанных на управлении спинами: устройства памяти, спиновые транзисторы, логические схемы, характеризующиеся, в частности, экстремально малым тепловыделением (в расчете на один вентиль – 10 аДж – аттоджоуль = 0,000001 пДж).

Управление спином осуществляется магнитным полем, «перенаправляющим» вектор момента импульса электрона в направление, противоположное исходному. Для того чтобы такое управление было максимально эффективным, ученым приходится изобретать новые материалы, на базе которых создаются магнитные туннельные переходы. Один из таких материалов – сплав гадолиния, железа и кобальта (GdFeCo) – был создан около 10-ти лет назад группой нидерландских и японских ученых. Разработчики этого ферромагнитного сплава указали на его уникальное свойство – перемагничивание с помощью воздействия оптических импульсов.

И вот недавно в Университете Миннесоты доработали конструкцию магнитного туннельного перехода, заменив верхний магнитный слой сплавом GdFeCo, а расположенный над ним электрод – светопрозрачным материалом ITO (оксид олова/индия). Эта сэндвич-структура имеет вид цилиндрического стержня диаметром 10 мкм и изменяет сопротивление созданного в ней туннельного перехода под воздействием ультракороткого импульса ИК-излучения длительностью 1 пс. То есть новое устройство обладает быстродействием 1 Тб/с.

См. также:

• Как технологии Wi-Fi и LTE-U будут делить пользователей?
• Чем отличаются новые тепловизоры FLIR E75, E85 и E95?
• Новый микрокомпьютер Raspberry Pi Zero W: что появилось нового?