Высокая энергоэффективность: российские учёные создали структуры для новой электроники — магноники
Российские учёные разработали магнитные гетероструктуры для электроники, которая будет работать на новых принципах — в качестве носителя информации в этом случае выступает спиновая волна. Спин — квантовая характеристика частиц. Учёные создали комбинированный материал, в котором можно управлять спином с помощью электрического или магнитного поля. Приборы, созданные на основе этой технологии, будут обладать рядом преимуществ по сравнению с традиционной полупроводниковой электроникой.
Учёные Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского (СГУ) разработали магнитные гетероструктуры для приборов, которые будут работать на принципах магноники. Такие устройства смогут в будущем заменить традиционную полупроводниковую электронику. Об этом RT сообщили в пресс-службе Минобрнауки России. Результаты исследования опубликованы в Journal of Magnetism and Magnetic Materials.
Как отметили авторы работы, современная полупроводниковая электроника имеет существенные ограничения: низкую скорость обработки информации, высокое энергопотребление, а кроме того, такие устройства способны перегреваться и выходить из строя из-за высокой нагрузки. Поэтому учёные во всём мире ищут альтернативные подходы к хранению, обработке и передаче информации. Важным направлением является магноника, или спиновая электроника: здесь данные передаются не электронами, а спиновыми волнами.
Спин — квантовая характеристика частиц, которая определяет направление вращения электронов и меняется под воздействием магнитного поля. Спиновые волны не нагревают приборы — соответственно, такая техника будет более энергоэкономичной и надёжной. Так, магноника открывает новые возможности для разработки биомедицинских датчиков с повышенной чувствительностью, точностью и безопасностью, энергоэффективных беспроводных коммуникационных систем и сенсорных сетей, для усовершенствования антенн и так далее. Чтобы реализовать всё это на практике, важно подобрать оптимальный волновод, то есть материал, в котором будет распространяться спиновая волна, а также способы управления ею.
- Gettyimages.ru
- © Anna Bliokh
