Magnetismilla energiatehokasta laskentaa12.03.2024 MIT:n tutkijatiimi on ohjannut tarkasti erittäin ohutta magneettia huoneenlämpötilassa, mikä voisi mahdollistaa nopeammat ja tehokkaammat prosessorit ja tietokonemuistit. Magneettisista materiaaleista rakennetut kokeelliset tietokonemuistit ja prosessorit kuluttavat paljon vähemmän energiaa kuin perinteiset piipohjaiset laitteet. Kaksiulotteisilla magneettisilla materiaaleilla on uskomattomia ominaisuuksia, joiden avulla magneettipohjaiset laitteet voivat saavuttaa ennennäkemättömän nopeuden, tehokkuuden ja skaalautuvuuden. MIT:n tutkijat ottivat tärkeän askeleen tähän suuntaan osoittamalla van der Waals -magneetin tarkan ohjauksen huoneenlämpötilassa. Aiemmin van der Waals -materiaaleista koostuvia magneetteja voitiin ohjata vain erittäin kylmissä lämpötiloissa laboratoriossa. Tutkijat käyttivät sähkövirtapulsseja vaihtaakseen rakenteen magnetoinnin suunnan huoneenlämpötilassa. Magneettikytkentää voidaan käyttää laskennassa, samalla tavalla kuin transistori vaihtaa avoimen ja suljetun välillä edustamaan nollaa ja ykköstä binäärikoodissa. Tulevaisuudessa tällaista magneettia voitaisiin käyttää nopeampien tietokoneiden rakentamiseen, jotka kuluttavat vähemmän sähköä. Se voisi myös mahdollistaa haihtumattomia magneettisia tietokonemuisteja. Kiinalaiset tutkijat ovat puolestaan osoittaneet, että magneettisia spinaaltoja, joita kutsutaan magnoneiksi, voidaan ohjata jännitteellä ja siten ne voisivat toimia tehokkaammin informaation kantajina tulevissa laitteissa. Kiinalaisten uusi tutkimustyö tarjoaa yhden magnoniikan työkalupakin puuttuvista elementeistä: jänniteohjatun magnonitransistorin Se koostuu kahden metallilevyn välissä olevasta magneettieristeestä. Tutkijat osoittavat, että he voivat ohjata magnonien kulkua eristeessä levyihin kohdistettujen jännitteiden avulla. Magnonien "spin-aalto" voi kuljettaa informaatiota materiaalin läpi ilman, että siihen liittyy varausten liikettä, mikä ei siten aiheuta turhaa lämpenemistä. Magnonitransistori koostuu paksusta yttriumrautagranaattikerroksesta (YIG), magneettieristeestä, jonka ylä- ja alapuolella on ohuita kerroksia platinaa. Kuitenkin työn välitön sovellettavuus transistoreille voi olla rajoitettu, koska muutaman mikrovoltin lähtöjännite on 100 000 kertaa pienempi kuin perinteisten piipohjaisten transistorien. Mutta tutkijat uskovat, että optimointivaiheet – kuten materiaalien valitseminen, jotka tuottavat voimakkaamman alkuspinvirran tai käyttämällä yksikiteisiä nanorakenteita, jotka antavat korkeamman spin-magnon-muunnostehokkuuden – voisivat lisätä lähtöjännitettä. Aiheista aiemmin: Kaksiulotteisia magneetteja tietotekniikalle |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.