Uusi materiaali voisi vähentää elektroniikan tehokulutusta05.08.2025
Tässä uudessa työssä tutkimusryhmä esitteli tehokkaamman menetelmän nanoskaalan elektronisten laitteiden magnetisaation hallitsemiseksi käyttämällä Ni₄W:tä, nikkelistä ja volframista koostuvaa seosta. Tällä materiaalilla on alhainen rakenteellinen symmetria ja sen havaittiin tuottavan vankan spin-orbit-vääntömomentin (SOT) – kriittisen ominaisuuden seuraavan sukupolven muisti- ja logiikkalaitteille. ”Ni₄W vähentää datan kirjoittamisen virrankulutusta, mikä voi mahdollisesti vähentää elektroniikan energiankulutusta merkittävästi”, toteaa vanhempi kirjoittaja Jian-Ping Wang. Löytö voisi auttaa vähentämään sähkönkulutusta esimerkiksi älypuhelimissa ja datakeskuksissa, mikä tekisi kulutuselektroniikasta sekä älykkäämpää että ympäristöystävällisempää. ”Toisin kuin perinteiset materiaalit, Ni₄W voi tuottaa spinvirtoja useisiin suuntiin, mikä mahdollistaa magneettisten tilojen kytkemisen ilman ulkoisia magneettikenttiä. Havaitsimme Ni₄W:n korkean SOT-hyötysuhteen monissa suunnissa sekä yksinään että volframilla kerrostettuna, mikä viittaa sen vahvaan potentiaaliin käyttää sitä pienen tehonkäytön, nopeissa spintronisissa piireissä,” toteaa tohtorikoulutettava Yifei Yang. Ni₄W erottuu edukseen paitsi suorituskyvyllään myös käytännöllisyydellään. Yleisistä ja edullisista metalleista valmistettu materiaali voidaan tuottaa tavanomaisilla teollisilla prosesseilla, mikä tekee siitä houkuttelevan vaihtoehdon kaupallisiin sovelluksiin. Tämä asettaa sen vahvaksi ehdokkaaksi tuleviin integrointeihin valtavirran laitteisiin, kuten älykelloihin, matkapuhelimiin ja muuhun elektroniikkaan. ”Olemme erittäin innoissamme nähdessämme, että laskelmamme vahvistivat materiaalivalinnan ja SOT:n kokeelliset havainnot”, iloitsee postdoc-tutkija Seungjun Lee. Seuraavaksi tiimi pyrkii kutistamaan näitä materiaaleja entistä pienemmiksi rakenteiksi parantaen aiempaa työtään vastatakseen kompaktin ja tehokkaan elektroniikan tarpeisiin. Yliopistotiimi on myös hakenut patenttia tälle teknologialle. Aiheesta aiemmin: Vähemmän energiaa käyttäviä muistitekniikoita Uusia muistiratkaisuja spineillä ja pyörteillä |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Minnesotan yliopiston tutkijat ovat löytäneet lupaavan polun tehdä tietokoneen muisti nopeammaksi ja huomattavasti energiatehokkaammaksi uuden materiaalin avulla.