Спинтроника, замена электронике в будущем – новые свойства давно известных материалов.

Кристаллическая решетка теллурида висмута


Как часто можно наблюдать ситуацию, когда мешает шум вентиляторов, охлаждающих горячие микропроцессоры мобильных и обычных компьютеров и прочие электронные узлы. Благодаря новым исследованиям, проведенным учеными из Стэнфордского Университета (Stanford University), в недалеком будущем можно будет совсем избавиться от систем принудительного охлаждения. Ученые провели ряд экспериментов с давно уже известным материалом, теллуридом висмута, который, как оказалось, обладает целым рядом ранее неизвестных электрических характеристик. Благодаря этому материалу станет возможным воплощение в технологиях идей спинтроники.

Спинтроника (Spintronics), новая, находящаяся еще в младенческом возрасте, технология, которая позволяет манипулировать врашением электрона (спин) вокруг ядра атома. В отличие от традиционной электроники, где понятие логического 0 или 1 определяют наличие электрического тока или потенциала, спинтроника позволяет устанавливать и определять значение спина электрона, которое и является носителем единицы двоичной информации.

Материалы, использующиеся в области спинтроники, ученые называют топологическими изоляторами (topological insulators). Основным свойством этих материалов является отсутствие электрического сопротивления в приповерхностном слое материала, что позволяет избежать выделения тепла при прохождении электрического тока. Оказалось что, упомянутый выше, теллурид висмута тоже обладает свойством топологического изолятора.

Ученым неплохо известно явление нулевого сопротивления (сверхпроводимости) у некоторого количества чистых и компаундных материалов. Но, как правило, сверхпроводимость возникает при очень низких температурах, ниже -150°C. Топологические же изоляторы сохраняют свои свойства сверхпроводимости и при температурах, близких к температуре окружающей среды, поэтому становится возможным применение их в обычных условиях.

Теллурид висмута это материал простой в изготовлении и легко поддающийся обработке, поэтому он, возможно, станет основным материалом на основе которого будут разрабатываться новые технологии и приборы. Поскольку топологические изоляторы не выделяют никакого тепла, это означает, что меньше энергии будет требоваться для работы устройств на их основе, станут достижимы более высокие тактовые частоты работы устройств и многие другие вещи.

По всей видимости, в первую очередь технологии спинтроники найдут свое применение в качестве устройств хранения информации и оперативной памяти нового типа (MRAM, Magnetic RAM, или Магнитная RAM). Это следует из того факта, что с помощью спинтроники можно достичь невероятных в нынешнее время значений плотности хранения информации. Далее последует разработка и первых логических элементов и схем, которые станут основой для микросхем и микропроцессоров будущего – холодных и очень быстрых.




Ключевые слова:
Теллур, Висмут, Теллурид Висмута, Спинтроника, Spintronics, Спин, Электрон, Топологический Изолятор, Topological Insulator, Сверхпроводник, Сверхпроводимость

Другие новости по теме:
  • Ученые научились получать электрический ток без затрат энергии
  • Ученые разработали технологию определения спина электронов при помощи лазер ...
  • Ученые IBM приближаются к практическому использованию спинтроники в компьют ...
  • Новые исследования открывают более эффективные пути использования спинтрони ...
  • Спинтронный компьютер - еще один кандидат на роль компьютера будущего.

  • store-service.ru


    26 июня 2009 12:02
    #1 Написал: rany

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Занятно
        
    26 июня 2009 12:09
    #2 Написал: Electronic

    Публикаций: 615
    Комментариев: 129
    rany

    Не только занятно, но и перспективно. Сейчас сверхпроводимости микропроцессоров (или приближения к ней) добиваются путем охлаждения жидким азотом, но это -170 всего. И то тогда тактовые частоты задирают до невообразимых значений. А если будет полная сверхпроводимость при нормальных условиях ?
        
    26 июня 2009 12:25
    #3 Написал: NanoMan

    Публикаций: 393
    Комментариев: 55
    А есть уже и нормальные сверхпроводники, которые сверхпроводники в обычных (нормальных) условиях. Эти, так называемые "топологические изоляторы" нельзя нагружать большим током, их сверхпроводимость работает только на малых значениях, даже лампочку обычную не засветишь. А "нормальные" сверхпроводники работают на сотнях килоампер, можно линии электропередач без потерь делать, но дорого, пока.
        
    26 июня 2009 12:49
    #4 Написал: Energetic

    Публикаций: 518
    Комментариев: 53
    o_O. Экономия энергии - это гут, хорошо. Холожный процессор - буду к нему прикладываться в такую жару как сейчас. или поставлю пару десятков - и сделаю своеобразный кондиционер.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.