| www.rdmag.com

Новий тип магнітоелектричної пам’яті дозволить комп’ютерам завантажуються миттєво

У сучасній обчислювальній техніці дані кодуються за допомогою електричного струму, що протікає через елементи електронних цифрових схем. Такий підхід є головним чинником, що обмежує подальше збільшення продуктивності електроніки, і визначальним досить високий рівень споживання нею енергії. Але існує ще один метод кодування даних, в якому використовується електричне поле, що впливає на магнітні компоненти через шар ізолятора. Такий вплив здійснюється без протікання електричного струму і це все відбувається набагато швидше, без істотних витрат енергії. За допомогою таких технологій можна буде створювати обчислювальні системи, що практично не потребують часу для їх завантаження.

Реалізаовали таку магнітоелектричну технологію дослідники з Корнуельського університету (Cornell University), очолювані професорами Дарреллом Шломо (Darrell Schlom) і Деном Ральфом (Dan Ralph). Вони створили осередок магнітоелектричного пристрою пам’яті, що функціонує при кімнатній температурі і управляється електричним полем.

Основою нового пристрою пам’яті є ферит вісмуту, матеріал, що володіє унікальним набором властивостей. По-перше, цей матеріал є магнітним матеріалом, що має своє власне магнітне поле. По-друге, цей матеріал є сегнетоелектрик, тобто поляризація його магнітного поля може бути "перемкнута" за допомогою впливу електричного поля. Таке поєднання властивостей є досить рідкісним випадком, адже з фізичної точки зору механізми, які стоять за цими властивостями, повинні виключати один одного.



Вищезазначена комбінація властивостей фериту вісмуту робить його матеріалом з сімейства мультіферроіков (multiferroic), що досліджуються досить інтенсивно протягом останнього десятиліття. Уже в 2003 році дослідниками з Каліфорнійського університету в Берклі була розроблена технологія виготовлення тонкоплівкових мультіферроіков на базі фериту вісмуту, відповідна для умов масового виробництва. Вона робить цей матеріал придатним для використання в електронній промисловості.

Велика частина мультіферроіков може використовуватися в якості основи для створення пристроїв незалежній пам’яті і програмованих матриць логічних елементів, що мають досить просту структуру. Однак, під час усіх попередніх досліджень мультіферроікі надійно працювали лише при наднизьких температурах близько 3-4 градусів за шкалою Кельвіна. "Фізика роботи цих матеріалів була захоплюючою, але для практичного використання ці матеріали були марні" - розповідає професор Даррелл Шломо, - "Новий матеріал на основі фериту вісмуту працює при кімнатній температурі, і він є першим матеріалом-мультіферроіком, на який можна дивитися з точки зору його практичного використання в електроніці ".

Ключем до використання фериту вісмуту стали дослідження, які дозволили вченим в тонкощах розібратися в динаміці перемикання магнітних властивостей цього матеріалу. Але у вчених є ще маса роботи, яку їм необхідно проробити. По-перше, поки їм вдалося створити тільки одну клітинку енергонезалежною магнітоелектричної пам’яті, а для створення масивів комп’ютерної пам’яті потрібні матриці з мільярдів подібних пристроїв. Крім цього, вченим потрібно знайти метод збільшення тривалості зберігання інформації в пам’яті нового типу. Але все, чого їм вдалося досягти на сьогоднішній день, вказує на те, що вони рухаються в вірному напрямку.
Рекомендувати цей матеріал
X




забув пароль

реєстрація

X

X

надіслати мені новий пароль