- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -

Волитроника может «продлить» действие закона Мура

Последние десять лет ученые всего мира ищут замену традиционной электронике, основанной на использовании заряда электрона, стремясь снизить энергопотребление и тепловыделение электронных устройств и повысить их быстродействие. По мнению ученых из Университета штата Нью-Йорк в Буффало, перспективным направлением для исследований в этой сфере может [1] стать волитроника.

Волитроника может «продлить» действие закона Мура - 1 [2]/ Flickr / Paul Hudson [3] / CC [4]

Некоторые полупроводники имеют несколько минимумов разрешенной энергии электронов проводимости, которые физики называют долинами. Наличие таких долин позволяет кодировать [5] информацию, помещая электрон в одну из них. По отдельности две долины соответствуют одному биту информации.

А вот две долины, в которых спины электронов могут принимать разное значение, представляют собой двухбитовую конструкцию, кодирующую уже четыре значения. Волитроника обещает увеличение быстродействия, высокую помехоустойчивость и меньшую потребляемую мощность. Однако созданию подобных устройств на практике препятствует сложность управления электронами при помещении их в долины.

Проблема заключается в том, что уровни энергии в таких полупроводниках одинаковы. Существуют методы разделения уровней с помощью сильного внешнего магнитного поля за счет эффекта Зеемана, однако формируемую разницу чрезвычайно сложно различить. Но команда ученых из Университета штата Нью-Йорк в Буффало под руководством профессора Хао Женга (Hao Zeng) разработала [6] новый способ разделения энергетических уровней между долинами в двумерном полупроводнике.

Для того чтобы увеличить разницу между энергетическими уровнями ученые разработали новый способ разделения уровней. Они создали гетероструктуру с 10-нанометровой подложкой из ферромагнитного сульфида европия (EuS) и монослоем диселенида вольфрама (WSe2). Поскольку подложка создает постоянное магнитное поле, энергетические уровни диселенида вольфрама оказываются разделены. Меняя намагниченность подложки можно управлять энергетическими уровнями в WSe2, а также поляризацией спина электронов.

Волитроника может «продлить» действие закона Мура - 2

Схематичное изображение [6] монослоя диселенида вольфрама на ферромагнитной подложке

Ученые провели измерения энергетических уровней с помощью отражения света от материала. По изменению энергии отраженных фотонов измерялась разница между энергетическими уровнями. Ученые отметили [7], что новый метод позволил увеличить разницу между энергетическими уровнями в 10 раз по сравнению с предыдущими решениями. Более того, поскольку после намагничивания разница в энергии долин остается на прежнем уровне, ученые предполагают, что в будущем разработка будет использоваться для создания энергонезависимой памяти.

Отметим, что сам эксперимент проводился при температуре 7 К, поэтому о коммерческой реализации технологии говорить пока не приходится. Однако это первый шаг. Есть причина, по которой ученые настроены оптимистично. Закон Мура, который гласит о том, что количество транзисторов в интегральных схемах удваивается каждые два года, достиг своего фундаментального предела.

«Наша работа подводит волитронику на шаг ближе к преодолению этого препятствия», — заключает [1] Женг.

P.S. Еще несколько материалов из нашего блога:

Автор: 1cloud

Источник [14]


Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru

Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/vy-sokaya-proizvoditel-nost/254457

Ссылки в тексте:

[1] может: https://phys.org/news/2017-05-valleytronics-advancement-law.html

[2] Image: https://habrahabr.ru/company/1cloud/blog/328034/

[3] Paul Hudson: https://www.flickr.com/photos/pahudson/7359203182/

[4] CC: https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/

[5] кодировать: https://www.nkj.ru/news/28541/

[6] разработала: https://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2017.68.html

[7] отметили: https://nplus1.ru/news/2017/05/03/valleytronics

[8] Backup&Recovery: поточная и умная дедупликация, снапшоты и вторичное хранение: https://1cloud.ru/blog/backup-recovery

[9] Технологии охлаждения дата-центров: https://1cloud.ru/blog/ohlajdenie-data-center

[10] «Будущее телетрансляций»: Облачное телевидение и не только: https://1cloud.ru/blog/cloud-tv

[11] Как обезопасить Linux-систему: 10 советов: https://1cloud.ru/blog/linux-server-security-advices

[12] Немного о VPN: Краткий обзор программных реализаций: https://1cloud.ru/blog/vpn-compare

[13] Подборка материалов об облаках, дата-центрах и разработке сервисов: https://1cloud.ru/blog/cloud-digest

[14] Источник: https://habrahabr.ru/post/328034/