Новый материал толщиной в атом представлен в виде кластеров золотых точек на поверхности чипа.
Количество данных, которые хранятся, обрабатываются и передаются по всему миру, стремительно растёт, как и потребность в энергии для их поддержки.
Чипы памяти необходимы практически для всех современных технологий, которые обрабатывают и хранят информацию: от систем искусственного интеллекта до компьютеров, автономных транспортных средств и медицинских устройств.
Исследователи разработали многослойный материал, который может сократить энергопотребление устройств памяти в 10 раз, устранив необходимость во внешних магнитных полях, потребляющих много энергии.
Сплав состоит из магнитных элементов кобальта и железа, а также немагнитных элементов германия и теллура. Он позволяет двум противоположным магнитным силам сосуществовать в одном тонком материале.
До сих пор это было возможно только путём наложения различных ферромагнитных и антиферромагнитных материалов в многослойных структурах.
В ферромагнетике электроны материала выстраивают ориентации своего «спина» в одном направлении (вверх или вниз), чтобы создать единое магнитное поле. В антиферромагнитном материале спины электронов выстраиваются в противоположные структуры, поэтому внешнего магнетизма нет.
«Обнаружение такого сосуществования магнитных порядков в одном тонком материале — это прорыв», — говорит доктор Бин Чжао, исследователь физики квантовых устройств в Технологическом университете Чалмерса в Швеции и ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Advanced Materials.
«Его свойства делают его исключительно подходящим для разработки сверхэффективных чипов памяти для искусственного интеллекта, мобильных устройств, компьютеров и будущих технологий обработки данных».
Это связано с тем, что запоминающие устройства могут использовать направление спина электронов для хранения информации. Для изменения направления спина электронов обычно требуется внешнее магнитное поле.
Сочетание ферромагнитных и антиферромагнитных материалов в новом материале создаёт внутреннюю силу и наклонное общее магнитное выравнивание, которое, по словам Чжао, «позволяет электронам быстро и легко менять направление без необходимости во внешних магнитных полях».
«Устранив необходимость во внешних магнитных полях, потребляющих много энергии, можно сократить энергопотребление в 10 раз», — говорит он.