Специалисты из Брауновского университета в США разработали технологию производства сверхтонких пленок, которые могут лечь в основу новых типов устройств хранения данных. Согласно сведениям издания «Наука Mail», базирующимся на результатах, опубликованных в журнале Nature Materials, данная инновация нацелена на оптимизацию чипов из феррита висмута, обладающих крайне низким уровнем энергопотребления.
Проблема заключается в физических свойствах феррита висмута, который принадлежит к категории мультиферроиков. Эти материалы считаются крайне перспективными для микроэлектроники, так как позволяют переключать электрическую поляризацию при помощи минимального напряжения для записи информации, в то время как считывание данных происходит магнитным способом. Однако при попытке уменьшить толщину слоя материал сталкивается с критическим препятствием: кристаллическая решетка разрушается, из-за чего электрическая поляризация под влиянием внутренних полей начинает стремительно исчезать.
Чтобы преодолеть этот технологический барьер, научная группа предложила использовать в качестве подложки скандат диспрозия. Данное вещество обеспечивает сохранение целостности структуры решетки феррита висмута за счет возникновения сжимающей деформации. При этом внедренный дополнительный металлический слой берет на себя функцию поглощения нежелательных электрических полей, тем самым поддерживая необходимый уровень поляризации.
Благодаря примененному методу феррит висмута не только удерживает свои мультиферроидные свойства, но и демонстрирует более высокие магнитные показатели. Материал трансформируется в так называемый альтермагнетик — состояние, объединяющее в себе физические характеристики ферромагнетика и антиферромагнетика. Использование таких соединений позволяет достичь высокой скорости интеграции в системы и гарантирует получение мощного сигнала при считывании информации.
По мнению авторов исследования, этот прорыв приближает создание вычислительных систем следующего поколения, работа которых будет требовать значительно меньше электроэнергии. Доцент кафедры инженерии в Брауновском университете Лукас Каретта подчеркнул:
основной целью ученых является освоение методов проектирования материалов с заданными параметрами, которые порой могут даже превосходить естественные природные свойства.
Параллельно с этим в области информационных технологий ведутся и другие разработки: так, специалисты из МИЭМ ВШЭ и Сколтеха представили гибридный метод декодирования сигналов. Их технология позволяет существенно снизить вычислительную нагрузку и подходит для внедрения непосредственно в электронные компоненты.
