курс цб на 22.09:
58.2242
69.2635

Будущие процессоры будут магнитными

26 ноября 2009 16:12 Количество просмотров40 просмотров

Ученые совершили очередной шаг на пути создания процессоров нового поколения. В них обработка информации будет осуществляться на базе магнитных, а не электрических свойств элементарных частиц.

Ученые совершили очередной шаг на пути создания микропроцессоров и компьютерной памяти, которые будут работать на основе магнитных свойств электронов. Это позволит сделать их существенно более миниатюрными и снизить энергопотребление, говорится в статье, опубликованной на страницах свежего номера журнала Nature.

В основе современных микросхем лежит способность манипулировать перемещением электронов под действием электрического поля. Такая технология используется уже на протяжении сорока лет, за которые размер транзисторов стал существенно меньше, а их число в процессорах выросло в миллионы раз. Однако ученые полагают, что дальнейшая миниатюризация вряд ли возможна. У Рона Янсена (Ron Jansen) из Университета Твенте в Нидерландах опасения связаны не с токами утечки, с которыми пока удается бороться (например, за счет использования гафния вместо кремния), а с тем, что со временем для манипуляции зарядами в чипах будет требоваться колоссальная энергия. Электронные устройства станут настолько прожорливыми, что их нельзя будет использовать.

Чтобы решить эту проблему, ученые предлагают использовать не заряд электрона, а его собственный момент вращения, так называемый спин. Спин – это, образно выражаясь, направление вращения электрона вокруг собственной оси. Если научиться управлять направлением вращения, то этим самым можно формировать двоичный код. Вращение в одну сторону – ноль, в другую – единица.

В своем последнем эксперименте ученые смогли внедрить в полупроводник некоторое число электронов, наибольшая часть которых имела один и тот же спин. Они взяли сплав никеля с железом и пластину из обычного кремния. Между ними поместили ультратонкий слой оксида алюминия, примерно нанометр толщиной. Оксид алюминия играл роль изолятора. При прикладывании тока между двумя слоями возникал квантово-механический туннельный эффект, посредством которого некоторые электроны перескакивали из магнитного материала в кремний. При этом электроны с одним спином проходили через слой изолятора лучше, чем электроны с другим моментом. В результате наибольшая часть перемещенных электронов имела один спин.

Сложность заключается в том, что заставить электроны вращаться в определенном направлении в современных материалах, использующихся в микроэлектронной промышленности, не так-то просто. Для того чтобы провести эксперимент, ученым пришлось взять атомы из магнита, в котором они уже имели свой момент, и переместить их в полупроводник с сохранением спина. Ранее подобные операции выполнялись при сверхнизких температурах с использованием в качестве конечного материала редкого полупроводника арсенида галлия. Теперь ученым удалось внедрить электроны в обычный полупроводник и сделать это при комнатной температуре. Успех эксперимента был обусловлен применением очень тонкого слоя оксида алюминия. Раньше в подобных опытах использовалось несколько слоев, которые затрудняли прохождение электронов.

Сейчас ученым нужно придумать, как менять спин электронов, которые уже находятся в кремнии. «Мы смогли переместить строительные блоки в нужное место, – заключает Р. Янсен. – Теперь нам нужно из них что-нибудь построить».

По материалам CNews




В рубриках:
Технологии
Лента новостей
Технологии
Регуляторы ЦБ объявил о начале санации Бинбанка
21 сентября 2017 13:29
Количество просмотров 194 просмотра
Технологии iOS 11 будет доступна 19 сентября с 20:00 мск
19 сентября 2017 19:57
Количество просмотров 307 просмотров
Мероприятия Новые разработки на BIS Summit 2017
19 сентября 2017 12:01
Количество просмотров 188 просмотров
Мероприятия II CryptoBazar Pre-ICO Day в Москве
19 сентября 2017 11:01
Количество просмотров 167 просмотров
Банки и МФО Nordea уйдет с российского рынка?
19 сентября 2017 09:31
Количество просмотров 167 просмотров
Регуляторы ЦБ снизил ключевую ставку до 8,5%
15 сентября 2017 13:34
Количество просмотров 342 просмотра
Регуляторы Банкиры будут отвечать имуществом?
15 сентября 2017 10:51
Количество просмотров 215 просмотров
Банки и МФО Куда уходят VIP’ы?
14 сентября 2017 12:24
Количество просмотров 334 просмотра