Процессоры следующих поколений будут оперировать магнитными свойствами электронов

Как сообщает журнал NatureNews, голландские ученые сделали еще один шаг на пути создания чипов, в которых обработка информации будет осуществляться с использованием магнитных свойств элементарных частиц, что позволит сократить как размеры чипов, так и их энергопотребление.

Основой современных компьютерных чипов является возможность управлять перемещением электронов под воздействием электрического поля. Эта технология совершенствуется уже полвека, транзисторы стали значительно меньше, их число существенно возросло, операции производятся на более высоких скоростях, и, как следствие, для управления зарядами требуется все больше энергии.

Специалисты предлагают для кодирования информации использовать другую характеристику электрона – спин, то есть его собственный момент вращения. Эксперименты показали, что манипуляции со спином можно проводить в самых разных материалах, в том числе и в кремнии, однако все они выполнялись при сверхнизких температурах.

Ученым университета Твенте (Эншеде, Нидерланды) под руководством Рона Янсена (Ron Jansen) удалось продемонстрировать управление спином электронов при комнатной температуре. В ходе эксперимента между пластинами из кремния и сплава никеля с железом был размещен в качестве изолятора ультратонкий слой оксида алюминия (~1 нм). При пропускании тока между двумя слоями возникает квантово-механический туннельный эффект, который вызывает переход электронов из магнитного материала в кремний. Оказалось, что электроны с одним спином проходят через слой изолятора лучше, чем электроны с другим моментом вращения, таким образом, большая часть перенесенных в кремний электронов имела один спин.

По мнению Синдзи Юаса (Shinji Yuasa), известного исследователя Национального института передовых технологий и науки (Цукуба, Япония), простота и надежность предложенной технологии, вероятно, позволит выработать новые стандарты работы компьютеров будущего. Правда, для этого необходимо научиться изменять спин электронов, уже находящихся в полупроводнике.