Новий рекорд ефективності кремнієвих фотоелементів – 26,3%
30 Березня , 2017
Наш світ і «темний сектор» можуть бути пов’язані порталами
30 Березня , 2017

Створені комірки нової магнітної пам’яті, здатні перемикатись з рекордно високою швидкістю за допомогою імпульсів світла

Група дослідників з університету Міннесоти розробила структуру і створила дослідні зразки магнітного тунельного переходу, стан якого може перемикатись за допомогою імпульсів світла, тривалістю в одну трильйонну частку секунди, що є абсолютним рекордом цього типу. Такі переходи можуть стати основою комірок надшвидкісної магнітної пам’яті з оптичним керуванням і спінтронних пристроїв, пристроїв, що використовують для передачі і обробки інформації хвилеподібних рухів спінів електронів.
Традиційна структура магнітного тунельного переходу складається з двох шарів різних магнітних матеріалів, розділених ізолюючим шаром, який називається бар’єром. Інформація записується в таку комірку пам’яті шляхом змін намагніченості одного з шарів. Для цього, в більшості випадків, використовується рух електронів, які обертаються по спіралі, а процес носить назву спін-обробки. Однак, спін-обробка має верхню межу по швидкодії, яка знаходиться на частоті 1.66 ГГц, що значно нижче швидкодії, навіть, звичайних кремнієвих транзисторів.
Базою для створення магнітного переходу нового типу стали дослідження, проведені в 2007 році голландськими і японськими науковцями. Вони продемонстрували, що сплав, що складається з гадолінію (Gd), заліза (Fe) та кобальту (Co) в певних пропорціях може змінювати свою намагніченість і інші параметри, які мають відношення до магнетизму, під впливом імпульсів світла. Цим сплавом дослідники з Міннесоти замінили верхній шар магнітного тунельного переходу. Ще однією модифікацією вихідної структури переходу стало додавання до нього електрода з прозорого струмопровідного матеріалу – оксиду олова-індія. Вся структура магнітного тунельного переходу являє собою стовпчик, діаметром до 10 мікрометрів, що більш ніж у десять разів тонше людської волосини.
Для перевірки працездатності переходу дослідники висвітлювали його послідовністю імпульсів інфрачервоного світла, що генеруються недорогим оптоволоконним лазером. Період проходження імпульсів дорівнював одній мікросекунді (мільйонна частка секунди), хоча тривалість кожного імпульсу не перевищувала одної трильйонної частки секунди. Кожен раз, коли імпульс світла потрапляв на поверхню переходу, вчені спостерігали стрибкоподібні зміни напруги на пристрої. А ця зміна говорила про відповідну зміну електричного опору магнітного тунельного переходу. Оскільки тривалість імпульсу світла дорівнювала одній пікосекунді, то за допомогою такої технології, в теорії, можна отримати швидкість запису інформації в магніто-оптичну пам’ять на рівні 1 терабіта в секунду.
“Наше досягнення може стати, в майбутньому, швидкодіючим буфером між оптоволоконною оптикою, яка забезпечує надвисокі швидкості передачі даних, і незалежними магнітними пристроями зберігання інформації” пишуть дослідники. А у своїх подальших дослідженнях вчені будуть працювати над зменшенням розмірів структури магнітного тунельного переходу до 100 нанометрів і менше. Крім цього, будуть зроблені спроби зменшити кількість енергії, яку несуть імпульси світла, вона потрібна для зміни стану магнітного переходу. Всі ці зусилля, на думку вчених, мають привести до створення технології енергонезалежної магнітної пам’яті на тунельних переходах, чіпи якої можна виробляти за допомогою стандартного технологічного обладнання.

 

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: 
Inline
Inline