Forskere undersøger potentialet i metalgitre til fremtidige elektroniske komponenter

Forskere fra Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) har vist, hvordan et koboltgitter kan programmeres pålideligt ved stuetemperatur. Ud over, de har opdaget, at for hvert hul ("modgift"), tre magnetiske tilstande kan konfigureres i et nanometer-skala magnetisk perforeret gitter. Resultaterne er blevet offentliggjort i tidsskriftet Videnskabelige rapporter .

Fysiker Rantej Bali fra HZDR, sammen med forskere fra Singapore og Australien, designet en særlig gitterstruktur i et tyndt lag kobolt for at programmere dens magnetiske egenskaber. Kolleger fra National University i Singapore producerede nettet ved hjælp af en fotolitografisk proces, der ligner den, der i øjeblikket bruges til chipfremstilling. Cirka 250 nanometer store huller, såkaldte modgift, blev skabt med jævne mellemrum med mellemrum på kun 150 nanometer i koboltlaget. For at kunne programmere det stabilt, Singapore -eksperterne fulgte Dresden -designet, som specificerede en metallagstykkelse på cirka 50 nanometer.

Ved disse dimensioner, kobolt -antidot -gitteret viste interessante egenskaber. Dr. Balis team opdagede, at ved hjælp af et eksternt påført magnetfelt, tre forskellige magnetiske tilstande omkring hvert hul kunne konfigureres. Forskerne kaldte disse stater "G", "C" og "Q." Dr. Bali siger, "Ved at optimere antidot -geometrien, vi var i stand til at vise, at spins, eller elektronernes magnetiske øjeblikke, kunne programmeres pålideligt omkring hullerne. "

Byggesten til fremtidens logik

Da de individuelt programmerbare huller er placeret i et magnetisk metallag, nettet geometri har potentiel brug i computere, der ville arbejde med spin-bølger i stedet for den elektriske strøm. "Spin-bølger ligner de såkaldte mexicanske bølger, du ser på et fodboldstadion. Bølgen formerer sig gennem stadion, men de enkelte fans - i vores tilfælde elektronerne - bliv siddende ", forklarer Dr. Bali. Logiske chips, der udnytter sådanne spin -bølger, ville bruge langt mindre strøm end dagens processorer, fordi der ikke er nogen elektrisk strøm involveret.

Mange magnetiske tilstande kan realiseres i det perforerede gitter, så spin-bølgerne kan, for eksempel, tildeles specifikke retninger. Dette kan muliggøre en højere behandlingshastighed i fremtidige logiske chips. "Vores perforerede gitre kan også fungere som komponenter til fremtidige kredsløb, der arbejder med spin-bølger", siger Dr. Bali. Doktorand Tobias Schneider undersøger nu dynamikken udviklet af spin-bølgerne i sådanne perforerede gitre. Blandt andre aspekter, han deltager i udviklingen af ​​specielle computerprogrammer, der muliggør en kompleks beregning af magnetiske tilstande i perforerede gitre.