Компьютеры нового поколения будут основаны на спиновых волнах

Исследователи акцентируют внимание на жизненно важном понимании спинтроники.

Ученые из Кавендишской лаборатории отделения физики Кембриджского университета сделали новые открытия в спинтронике, которая уже объявлена преемником транзисторов.

Спинтроника, которая использует маленький магнитный момент электрона или спин, способна радикально изменить компьютерную сферу вследствие ее потенциала в быстродействии, высокой плотности и низкого потребления энергии.

Новое исследование проливает свет на то, как сделать спин более эффективным, сообщается на сайте университета.

В течение прошлых 50 лет прогресс в электронике основывался в основном на снижении массы за счет применения полупроводников, что позволило сделать компьютеры меньше и мощнее.

Согласно закону Мура, размеры транзисторов будут сокращаться ежегодно, пока не станут не более атома. Предел их сокращения уже сегодня прогнозируется в 2015 году. В настоящее время ученые исследуют новые концепции электроники, которая выдержит рост мощности компьютеров.

Исследовнаие в спинтронике пытается разработать основанную на спине электронную технологию, которая заменит основанную на заряде технологию полупроводников. Подобные изыскания проводятся с 1988 года, когда был открыт эффект большого магнитного сопротивления. Открытие этого эффекта привело к созданию гигабайтных жестких дисков и портативной электроники, такой как айподы, например.

Итак, спинтроника зависит от манипуляции электронным спином. Одно из уникальных свойств в спинтронике — это то, что спины могут быть переданы без электрического тока. Явление называют током спина и в отличие от других концепций использования электронов ток спина может передавать информацию без выработки высокой температуры в электрических устройствах. Основное препятствие на пути развития технологии — это сложность создания достаточно большого объема тока спина для поддержки существующих электронных устройств и устройств будущего.

Кембриджские ученые совместно с группой профессора Сергея Демокритова в университете Мюнстера (Германия) частично решили данную проблему. Чтобы произвести больше тока спина, ученые использовали коллективное движение спинов под названием спиновые волны (волновое свойство спинов). С их помощью был создан новый более эффективный способ выработки спинового тока.

Доктор Хидекажу Куребаяши (Hidekazu Kurebayashi) из группы микроэлектроники в Кавендишской лаборатории сказал, что любые волны в природе хороши своим взаимодействием. «Наша идея заключалась в использовании взаимодействия волн спина для выработки эффективного спинового тока», сообщил он.

Согласно результатам исследования, одно из таких волновых взаимодействий под названием трехмагнонный раскол (определение магнона), вырабатывает спиновый ток в 10 раз более эффективно, чем при использовании предвзаимодействия спиновых волн.

04.07.2011