Создан материал для снижения энергопотребления электроники

Исследование, проведённое в Университете Миннеаполиса, позволяет по-новому взглянуть на материал, который может сделать компьютерную память более быстрой и энергоэффективной. Работа была опубликована в Advanced Materials, рецензируемом научном журнале.

По мере развития прогресса растёт спрос на новые технологии памяти. Исследователи ищут альтернативы и дополнения к существующим решениям в области памяти, которые могли бы работать на высоком уровне при низком энергопотреблении, чтобы повысить функциональность повседневных технологий.

В новом исследовании команда учёных продемонстрировала более эффективный способ управления намагниченностью в крошечных электронных устройствах с использованием материала под названием Ni₄W — комбинации никеля и вольфрама. Было обнаружено, что этот материал с низкой симметрией создаёт мощный спин-орбитальный момент (SOT) — ключевой механизм для управления магнетизмом в технологиях памяти следующего поколения.

«Ni₄W снижает энергопотребление при записи данных, что может значительно сократить расход энергии в электронике», — сказал Цзянь-Пин Ван, старший автор статьи. Эта технология снизит энергопотребление таких устройств, как смартфоны и центры обработки данных, что сделает будущую электронику более интеллектуальной и экологичной.

«В отличие от обычных материалов, Ni₄W может генерировать спиновые токи в нескольких направлениях, что позволяет переключать магнитные состояния без использования внешних магнитных полей. Мы наблюдали высокую эффективность SOT в Ni₄W как в чистом виде, так и в сочетании с вольфрамом, что указывает на его потенциал для использования в маломощных и высокоскоростных устройствах спинтроники», — сказал Ифэй Ян, соавтор статьи.

Ni₄W изготавливается из обычных металлов и может производиться с использованием стандартных промышленных процессов. Низкая стоимость делает материал очень привлекательным для промышленности, и вскоре он может быть внедрён в технологии, которые мы используем каждый день, например в смарт-часы, телефоны и многое другое.

«Мы очень рады, что наши расчёты подтвердили правильность выбора материала и экспериментальных наблюдений в рамках SOT», — сказал Сынджун Ли, научный сотрудник в области электронной вычислительной техники и соавтор статьи.

Следующим шагом будет создание из этих материалов устройства, которое будет ещё меньше, чем предыдущее.

[Фото: The Nano Magnetism and Quantum Spintronics Lab / University of Minnesota Twin Cities]