Обывателю хорошо известно устойчивое словосочетание Саратовский калач. А теперь на авансцену вышел еще и Саратовский бутерброд,только в области микроэлектроники и высоких технологий.
Новую технологию управления магнитными свойствами материалов разработали ученые Саратовского государственного университета (СГУ) в составе научного коллектива. Она в перспективе может позволить создавать сверхбыстрые вычислительные устройства, потребляющие в 10–100 раз меньше энергии, чем современные аналоги.
Результаты опубликованы в Applied Physics Letters.
Ключевая задача современной спинтроники (перспективного направления электроники, где для передачи информации используется спин электрона, а не его заряд) — электрическое управление магнитными свойствами материалов. Изменение намагниченности с помощью электрического поля, а не токов, резко снижает тепловые потери, что является главным недостатком традиционных методов, рассказали в Саратовском государственном университете имени Н.Г. Чернышевского (СГУ).
Ученые объяснили, что их разработку можно представить в виде «бутерброда» из двух материалов. Нижний слой — это пьезоэлектрик, который сжимается или растягивается, как мышца, но под действием только электрического напряжения. Механические изменения нижнего слоя передаются верхнему магнитному материалу — гематиту (α-Fe₂O₃).
«Мы смогли показать, что при подаче напряжения можно достаточно сильно (до 10%) менять частоту так называемого антиферромагнитного резонанса — своеобразной «основной ноты», на которой «звучит» данный магнитный материал», — рассказал заместитель директора Научно-исследовательского института механики и физики СГУ Александр Садовников.
Он добавил, что процесс происходит без использования токов или изменения магнитных полей — исключительно электрическим полем. Это можно сравнить с настройкой радиоприемника путем простого изменения напряжения сети, а не вращения ручки.
По мнению исследователей, практическая значимость работы заключается в создании основы для разработки нового поколения высокоскоростных энергоэффективных устройств обработки информации, работающих в гига- и субтерагерцовом диапазонах (магнонных устройств, которые переносят энергию и информацию с помощью тока магнонов, а не электронов). В перспективе это может привести к появлению компьютеров и смартфонов, потребляющих в 10-100 раз меньше энергии, чем современные.
Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда и согласуется со стратегическими целями в рамках федеральной программы «Приоритет-2030».
Комментарии: