Натяжение и спин делают возможным появление компьютеров с низким энергопотреблением

Комбинируя две пограничные технологии, спинтронику и стрэйнтронику, ученые из университета Содружества Вирджинии, возможно, разработали наиболее экономичные интегрированные схемы.

Их разработка функционирует со столь малым объемом энергии, что даже не требуются батареи. Устройство работает, «выкачивая» энергию из окружающей среды.

В отличие от традиционных электронных переключателей, которые кодируют основные нули и единицы, спинтроника для сохранения данных задействует вращение электронов в двух направлениях — вверх и вниз.

Во время переключения с нуля на единицу спинтроника расходует существенно меньше энергии, чем традиционная электроника. Однако как только дело доходит до внедрения спинтроники в готовых устройствах, ее преимущество в экономии энергии утрачивается в процессе ее передачи из внешней среды магниту.

Решение проблемы, как сообщается в издании Applied Physics Letters, состоит в использовании сложных структур специального класса, которые называются мультиферроиками. Эти сложные структуры состоят из слоя пьезоэлектрического материала, контактирующего с магнитострикционным наномагнитом (это магнит, который изменяет форму в ответ на натяжение).

Когда у этой структуре прикладывается небольшое усилие, она производит натяжение в пьезоэлектрическом слое, которое затем передается магнитострикционному слою. Это натяжение изменяет направление магнетизма до переключения. Если подобрать соответствующий материал, рассеянная энергия может быть не выше 0,4 аттоджоулей или 1 миллиардная часть миллиардной части джоуля.

Процессоры на основе данной технологии хорошо подошли бы для имплантируемых медицинских устройств и могли бы работать на энергии, собираемой в процессе движений тела пациента. Также их можно было бы установить на морских бакенах, где они использовали бы для работы энергию волн.

17.08.2011