Magnetismia 2D-rajalla

Wyomingin yliopiston tutkimusryhmä on luonut innovatiivisen menetelmän pienten magneettisten tilojen ohjaamiseksi kaksiulotteisissa (2D) van der Waals -magneeteissa.

"Löytömme voi johtaa kehittyneisiin muistilaitteisiin, jotka tallentavat enemmän dataa ja kuluttavat vähemmän virtaa, tai mahdollistaa täysin uudentyyppisten tietokoneiden kehittämisen, jotka voivat ratkaista nopeasti tällä hetkellä vaikeasti ratkaistavia ongelmia", sanoo apulaisprofessori Jifa Tian.

Tiimi kehitti magneettisen tunneliliitoksen rakenteen, jossa käytetään kromitrijodidia - vain muutaman atomin paksuista 2D-eristävää magneettia - kahden grafeenikerroksen välissä.

Lähettämällä pienen tunnelointivirran tämän kerrosleivän läpi, magneetin suuntaus magneettisissa alueissa (kooltaan noin 100 nanometriä ) voidaan sanella yksittäisissä kromitrijodidikerroksissa, Tian sanoo.

Tarkemmin sanottuna "tämä tunnelointivirta ei vain saata ohjata vaihtosuuntaa kahden stabiilin spin-tilan välillä, vaan myös indusoi ja manipuloi siirtymistä metastabiilien spin-tilojen välillä, jota kutsutaan stokastiseksi vaihtamiseksi", sanoo, jatko-opiskelija ZhuangEn Fu.

”Tämä läpimurto ei ole vain kiehtova; se on erittäin käytännöllinen. Se kuluttaa kolme suuruusluokkaa vähemmän energiaa kuin perinteiset menetelmät, mikä muistuttaa vanhan hehkulampun vaihtamista lediin, mikä merkitsee sitä, että se voi muuttaa tulevaisuuden teknologiaa, Tian sanoo.

”Tutkimuksemme voisi johtaa uusien laskentalaitteiden kehittämiseen, jotka ovat nopeampia, pienempiä ja energiatehokkaampia ja tehokkaampia kuin koskaan ennen. Tutkimuksemme merkitsee merkittävää edistystä magnetismissa 2D-rajalla ja luo pohjan uusille, tehokkaille laskenta-alustoille, kuten todennäköisyyslaskentaan perustuville tietokoneille.

Tutkimusjulkaisussaan tutkijat toteavat; Vaikka laitteemme rajoittuvat tällä hetkellä kryogeenisiin toimintoihin eivätkä ole välitön vaihtoehto huoneenlämpöisille stokastisille MTJ:ille, laitteemme ovat vakuuttava vaihtoehto vastaamalla useisiin perinteisiin teknologioihin liittyviin perushaasteisiin, näin synnyttäen tulevaisuuden teknologisia ja tieteellisiä läpimurtoja tähän uuteen suuntaan, kuten materiaalien valinnassa, valmistuksen parannuksia ja erikoissovelluksia.

Siksi työmme luo perustan innovatiiviselle lähestymistavalle magneettisten tilojen luomiseen ja manipulointiin käyttämällä 2D vdW -magneetteja, joilla on valtavat mahdollisuudet kehittää energiatehokkaita laskentatekniikoita, mukaan lukien nanomittakaavan logiikkaportit sekä probabilistiset että neuromorfiset laskentajärjestelmät.

Aiheesta aiemmin:’

Todennäköisyyspohjaisia tietokoneita ja tekoälyä

P-tietokoneiden potentiaali