Для хранения компьютерных данных в ячейках памяти используются технологии со значительными энергозатратами. Если данные можно вместо этого записать, например, от электрического поля через изолятор, то потребуется гораздо меньше энергии. Ученые разработали устройства памяти, которые потребляют меньше энергии и рассеивают незначительное количество этой энергии в виде тепла.
Исследователи сделали свои устройства из соединения называемое феррит висмута.
У материала невероятно редкая характеристика: это и магнитные свойства, как магнит на холодильник, а также свойства сегнетоэлектриков, то есть он всегда электрически поляризуется, и что поляризация может быть изменена путем применения электрического поля. Такие материалы, так называемые ферроики, с изменяемой трансляционной симметрией.
Феррит висмута может выращиваться до чрезвычайно тонких пленок, что важно для электроники нового поколения сверхвысоких частот. Возможно применение в солнечных панелях на тонкой пленке.
Феррит висмута в энергонезависимой памяти
Материал может использоваться для устройств энергонезависимой памяти с относительно простой геометрией. Самое главное, что он работает при комнатной температуре. Некоторые ученые показали аналогичные результаты с конкурирующими материалами, но при невероятно низких температурах, как 4 Кельвина (-269,15 по Цельсию). Физика таких элементов была интересной, но практичность отсутствовала.
Ключевым прорывом теоретизирования и экспериментов является кинетика переключения в устройстве феррита висмута. Исследователи обнаружили, что переключение происходит в два самостоятельных этапа, а одношаговый переход не работал.
Феррит висмута находится в одном из двух состояний поляризации и быстро переключается между этими состояниями под воздействием импульса. Технологически соответствующее оборудование для быстрого переключения также разработано.
Устройство требует на порядок меньше энергии с применением явления называемом спин передача крутящего момента с использованием физики различных магнитных переключений. Для памяти компьютера необходимы миллиарды массивов таких устройств с необходимой долговечностью. Но сейчас, доказывается концепция, которая может быть, является крупным скачком в направлении развития компьютерных мощностей.
