Этот материал с низкой симметрией создает мощный спин-орбитальный крутящий момент (SOT) — ключевой механизм манипулирования магнетизмом в технологиях памяти и логики следующего поколения.
Группа исследователей из Университета Миннесоты представила новый мощный сплав Ni4W, который может радикально изменить то, как электронные устройства хранят и обрабатывают информацию.
Этот металл может переключать магнитные состояния без использования внешних магнитов — скачок, который может снизить энергопотребление, потребляемое всем, от телефонов до центров обработки данных. В отличие от экзотических материалов, Ni4W изготовлен из большого количества элементов и работает по стандартным технологиям производства, открывая дверь к более быстрой, дешевой и экологичной электронике.
Более быстрая и интеллектуальная компьютерная память впереди
Исследователи из Университета Миннесоты обнаружили новые возможности для улучшения компьютерной памяти, потенциально делая ее более быстрой и энергоэффективной.
Их выводы были опубликованы в рецензируемом научном журнале Advanced Materials. Команда также получила патент на эту технологию.
По мере того, как цифровые устройства становятся все более совершенными, растет потребность в более быстрых и эффективных системах памяти. Ученые изучают новые материалы, которые могут улучшить или заменить существующие технологии памяти, потребляя при этом значительно меньше энергии.
В этом исследовании ученые представили более эффективный метод управления намагниченностью в миниатюрных электронных компонентах. Они использовали материал под названием Ni4W, который изготавливается путем соединения никеля и вольфрама. Было обнаружено, что этот уникальный сплав с низкой симметрией генерирует сильный спин-орбитальный крутящий момент (SOT), ключевой эффект, используемый для управления магнетизмом в передовых устройствах памяти и логике.
«Ni4W снижает энергопотребление для записи данных, потенциально значительно сокращая потребление энергии в электронике», — сказал Цзянь-Пин Ван, старший автор статьи и заслуженный профессор Макнайта и заведующий кафедрой Роберта Ф. Хартмана на кафедре электротехники и вычислительной техники (ECE) в Университете городов-побратимов Миннесоты.
Это открытие может помочь снизить спрос на электроэнергию во всем, от смартфонов до центров обработки данных, предлагая путь к более эффективным и экологически чистым технологиям.
Переключение без использования в полевых условиях: новая возможность
«В отличие от обычных материалов, Ni4W может генерировать спиновые токи в нескольких направлениях, что позволяет «бесполево» переключать магнитные состояния без необходимости использования внешних магнитных полей. Мы наблюдали высокую эффективность SOT при многонаправленном использовании Ni4W как сам по себе, так и при наложении на него вольфрама, что указывает на его большой потенциал для использования в маломощных высокоскоростных устройствах спинтроники», — сказал Ифэй Янг, аспирант пятого курса в группе Вана и соавтор статьи.
Ni4W изготавливается из обычных металлов и может быть изготовлен с использованием стандартных промышленных процессов. Недорогой материал делает его очень привлекательным для отраслевых партнеров и вскоре может быть внедрен в технологии, которые мы используем каждый день, такие как умные часы, телефоны и многое другое.
Подтверждено теорией и экспериментами
«Мы очень рады видеть, что наши расчеты подтвердили выбор материала и экспериментальное наблюдение SOT», — сказал Сынджун Ли, постдокторант в ECE и соавтор статьи.
Следующие шаги заключаются в том, чтобы вырастить из этих материалов устройство, которое будет еще меньше, чем их предыдущая работа.