Спинтронный компьютер - еще один кандидат на роль компьютера будущего.

Спинтроника


Ученые-физики из Калифорнийского университета в Риверсайде, используя столь популярный в последнее время графен, достигли значительных успехов в реализации идеи спинтронных вычислений, вычислений, основой которых является спин электрона. Ученые утверждают, что дальнейшее развитие этой области может привести к появлению нового типа компьютеров, которые будут загружаться только один раз в жизни, и будут оставаться в работающем состоянии все оставшееся время, при этом, практически не потребляя энергии. Эти компьютеры будут использовать физическое явление, называемое туннельная спин-инжекция (tunneling spin injection), будут использовать спин электрона, как основное средство для хранения и обработки данных.

В основе спинтронных вычислений лежит технология, с помощью которой физикам удалось поляризовать спин электрона, т.е. заставить его вращаться в строго заданном направлении. Для передачи спина электрона от одного атома к другому, другими словами говоря, для передачи сигнала или информации, использовался проводник из графена, углерода, кристаллическая решетка которого имеет всего один атом в толщину. "Графен является одним из лучших материалов, в которых возможна передача спина от атома к атому при нормальной температуре окружающей среды" - рассказал Роланд Каваками (Roland Kawakami), профессор физики Калифорнийского университета. Он добавил, что эти особенности графена делают его весьма многообещающим кандидатом на использовании в спинтронных компьютерах.

В первых экспериментах, проводимых физиками, была обнаружена трудность, сводящая на нет все дальнейшие усилия в этом направлении. Оказалось, что преобразование электрического сигнала в спинтронный сигнал, происходящее на стыке ферромагнитного электрода и графенового проводника, крайне неэффективно. Но эта проблема была решена достаточно просто, введением дополнительного изолирующего слоя между графеновым проводником и ферромагнитным электродом, толщиной около одного нанометра, в качестве которого выступал еще один слой графеновой пленки.

Еще одной проблемой, которую пришлось преодолеть ученым, заключалась во времени сохранения значения (состояния) спина электрона. Ведь время сохранения этого значения, в свою очередь, означает время хранения информации и уровень сложности операций, которые можно выполнить над этими данными. "Для нас было настоящим шоком то, что реальное время сохранения значения спина было в тысячи раз меньше теоретического расчетного значения, которого мы ожидали достичь" - рассказал Каваками. Но подвергнув графеновую пленку воздействию некоторых внешних факторов ученым удалось увеличить время сохранения значения спина электрона до времени, исчисляющегося несколькими микросекундами, а это уже тот уровень времени, за которое можно выполнить очень сложную обработку данных.

Пока еще явление туннельной спин-инжекции и устройств на его базе является только предметом исследований в лабораториях, но это может оказать огромнейшее влияние на будущие вычислительные и информационные технологии, и, при этом, не в самом отдаленном будущем. Сейчас команда ученых профессора Каваками работает над созданием первых функционирующих логических элементов на основе спинтроники, которые могут стать "строительными кирпичиками" для будущих процессоров и компьютеров.




Ключевые слова:
Спинтроника, Электрон, Спин, Поляризация, Передача, Электрод, Графен, Обработка, Хранение, Данные, Информация, Компьютер, Туннельная спин-инжекция, Ttunneling spin injection

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Использование графена позволило создать первый спин-фильтр, работающий при ...
  • Ученые научились при помощи кремниевых нанопроводников измерять с высокой т ...
  • Ученые разработали технологию определения спина электронов при помощи лазер ...
  • Новые исследования открывают более эффективные пути использования спинтрони ...
  • Новый тип спинтронной памяти - данные хранятся не в электронах, а в ядрах а ...




  • 20 октября 2010 09:04
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3873
    Это все еще пока только опыты. До реального воплощения, думаю, наше поколение не доживет уж точно.


    --------------------
        
    20 октября 2010 16:17
    #2 Написал: CoJIb

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1155
    Я бы так далеко не загадывал, наше поколение може еще много до чего дожить. Например до бунта нано-разумных и симбиоза с ними приведшему к появлению новой рассы.
        
    21 октября 2010 12:05
    #3 Написал: Theodor

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    о да, и такое вполне возможно в недалеком будущем=)
        
    22 октября 2010 22:55
    #4 Написал: TheUniverseOfDeath

    Публикаций: 0
    Комментариев: 153
    Здесь записывают на секс с роботами? :)
        

    Информация

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