Новости Прорыв в физике магнетизма: ключ к энергонезависимым компьютерам

[NewsMaker]

Открытие, которое может сделать энергопотребление компьютеров практически нулевым.

---

---

Международная группа учёных, во главе с профессорами Уго Дилом из Школы политехники Федерального института Лозанны (EPFL), Гюнтером Шпрингхольцем из Университета Иоганнеса Кеплера в Линце и Яном Минаром из Университета Западной Богемии, сделала Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся в области материаловедения, которое может радикально изменить энергоэффективность вычислительной техники.

Исследователи обнаружили уникальные магнитные свойства в экзотическом материале — марганцем-легированном германий теллуриде (Mn-doped GeTe), относящемся к классу Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся . Эти материалы обладают способностью одновременно магнетизироваться и поляризоваться, что делает их чрезвычайно привлекательными для применения в передовой электронике и памяти нового поколения.

Однако новое исследование показало, что Mn-doped GeTe ведёт себя как ферримагнетик, что отличается от поведения обычных ферромагнетиков, таких как железо. Ферримагнетики можно представить как два магнита с немного разной силой, наложенные друг на друга. <span style="font-family: var(--ui-font-family-primary, var(--ui-font-family-helvetica));">Такая особенность открывает новые перспективы в разработке технологий, где контроль магнетизма играет центральную роль.</span>

Ключевым прорывом стало открытие метода, который повышает эффективность изменения магнитного состояния на целых шесть порядков. Исследователи отошли от традиционного использования интенсивных токовых импульсов, в пользу применения слабого переменного тока, дополненного точно таймированным минимальным 'импульсом' тока. Эта техника, напоминающая лёгкий толчок, который придаёт качелям размах, получила название 'стохастический резонанс' и открывает новые горизонты в управлении магнитными материалами.

Изменение, вызванное этим "толчком", быстро распространялось по материалу, подобно ряби на воде, благодаря чему материал ведёт себя как твёрдое тело и как жидкость одновременно, напоминая стекло. Такое поведение обусловлено коррелированным спиновым стеклом в материале, где локальные магнитные моменты находятся в стеклообразном состоянии.

Уго Дил подчеркнул, что для технологических приложений такое увеличение эффективности переключения является очень важным, поскольку в будущем это может привести к созданию компьютеров, которым для переключения одного бита потребуется в миллион раз меньше энергии, чем сейчас. Однако для физика особенно интересно коллективное поведение этих материалов, и в планах учёных проведение пространственно-временных экспериментов для изучения распространения обнаруженных возбуждений и способов их контроля.

Результаты исследования Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся в журнале Nature Communications.