В ДВФУ создали ультратонкие материалы для электроники нового типа

Появление этих гибридных структур обычный человек может почувствовать, скажем, купив уже через несколько лет смартфон, который будет работать без подзарядки неделями.

Ученые Дальневосточного федерального университета создали новые ультратонкие материалы для электроники нового типа - спин-орбитроники. Спин-орбитроника основана на передаче спинового магнитного момента, что требует гораздо меньше энергии, чем при переносе электрического заряда. Этот раздел физики сегодня очень активно развивается во всем мире. Перед инженерами стоит задача совместить полупроводниковую электронику с магнитными материалами.

Открытие позволяет решить глобальную задачу по уменьшению энергопотребления многочисленных центров обработки данных и, соответственно, выбросов вредных веществ в атмосферу

Сотрудники ДВФУ первыми в мире получили трехслойные поликристаллические пленки состава рутений-кобальт-рутений (Ru/Co/Ru) с толщиной магнитного слоя всего в четыре атомных слоя, то есть меньше одного нанометра. Результат работы опубликован в престижном научном журнале Journal of Physics D: Applied Physics, сообщает пресс-служба университета.

Ученые также показали, как, изменяя толщину немагнитного слоя рутения, можно улучшать магнитные свойства кобальта. Создаваемые на основе этих структур элементы памяти будут отличаться более высокой скоростью обработки информации и низким энергопотреблением по сравнению с полупроводниками, а сам процесс производства таких элементов станет проще и дешевле.

Есть мнение, что в ближайшее время именно такие материалы найдут широкое применение в устройствах электроники нового типа - энергонезависимой магнитной памяти и логики, высокочувствительных датчиках, биомедицинских сенсорах, системах сверхбыстрой обработки информации и искусственного интеллекта.

Сейчас полученные результаты на тонких пленках исследователи используют для создания и изучения наноструктур для сенсоров магнитного поля.

Сотрудники лаборатории в партнерстве с группой профессора Йонг Кьён Кима из Университета Корё (Республика Корея) ведут разработку элементной базы спин-волнового процессора и спин-орбитальной энергонезависимой памяти. По словам ученых ДВФУ, успешное создание такого прототипа ячейки памяти позволит повысить скорость записи и снизить энергопотребление более чем в сотню раз по сравнению с лучшей современной памятью.