Свет в конце туннеля

Немецкие и французские ученые применили электрические поля для управления спином электронов.

И сделано все это было для того, чтобы испытать новый метод долгосрочного хранения данных.

Принцип позволит не только улучшить память персональных компьютеров, но и воссоздать новое поколение электронных устройств.

Новый вид памяти основан на явлении под названием «туннельное магнитное сопротивление» или ТМС. Два тонких слоя магнитного материала разделяются тончайшим изолятором толщиной одна миллионная миллиметра. Даже при том, что изолятор не позволяет электронам пройти, некоторые из несущих заряд частиц все еще пытаются проскользнуть с одной стороны на другую, как будто скользя по туннелю. Таково одно из необычных поведений квантовых частиц.

Другое свойство, вовлеченное в процесс — угловой момент электронов, который в физике называется «спин». Есть два состояния спина, в которых может пребывать электрон: вниз или вверх.

Если большинство спинов ориентировано в одном направлении в обоих магнитных слоях ТМС, то электроны туннелируют значительно легче, чем если бы они имели противоположные спины. Подобные компоненты применяются для создания памяти, способной не только к быстрой и повторяющейся записи данных, как обычная память, но и к долгому хранению информации.

Память, основанная на ТМС, известная как «магниторезистивная память с произвольной выборкой» (MRAM) для записи информации требует наличия весьма мощного магнитного поля, а значит, потребляет много энергии. Ученые Винсент Гарсиа и Мануэль Байбс доказали в своем исследовании, опубликованном в издании Science — Наука, что условия могут меняться. Изолятор в ТМС ученые сделали из титаната бария. В свою очередь ученые Серджио Валенсиа и Флориан Кронаст применили абсорбционную рентгеноспектроскопию, чтобы изучить химический состав магнитных слоев этого бутерброда.

С помощью магнитного поля исследователи могут переключать изолятор, чтобы изменять спин электронов в магнитных слоях, что повлияет и на их способность туннелировать. Так как даже в отсутствии тока изолятор останется в том состоянии, в котором пребывал до выключения, модель может быть использована в разработке памяти для персональных компьютеров, которая потребует мало энергии, и при этом сможет долго хранить информацию.

21.01.2010