курс цб на 24.11:
58.4622
69.1783

Будущие процессоры будут магнитными

26 ноября 2009 16:12 Количество просмотров54 просмотра

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
Мероприятия FinMachine-2017 пройдет в Москве 23 ноября
21 ноября 2017 10:29
Количество просмотров 355 просмотров
Digital banking Альфа-Банк: счет в пользу семьи
20 ноября 2017 10:55
Количество просмотров 242 просмотра
Мероприятия Teradata Форум 2017 прошел в Москве
20 ноября 2017 08:31
Количество просмотров 284 просмотра
Банки и МФО Qiwi приобрела Рокетбанк и «Точку»
17 ноября 2017 15:15
Количество просмотров 838 просмотров