Feinabstimmung des Magnetspins für schnellere, kleinere Speicherbausteine

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Im Gegensatz zu den magnetischen Materialien, die zur Herstellung eines typischen Speichergeräts verwendet werden, haften Antiferromagnete nicht an Ihrem Kühlschrank.

Das liegt daran, dass die Magnetspins in Antiferromagneten entgegengesetzt ausgerichtet sind und sich gegenseitig aufheben.

Wissenschaftler haben seit langem die Theorie aufgestellt, dass Antiferromagnete ein Potenzial als Material für ultraschnelle stabile Speicher haben.

Aber niemand konnte herausfinden, wie man ihre Magnetisierung manipulieren konnte, um Informationen in einem Speichergerät zu lesen und zu schreiben.Jetzt hat ein Forscherteam am Berkeley Lab und an der UC Berkeley, das im Center for Novel Pathways to Quantum Coherence in Materials, einem vom US-Energieministerium finanzierten Energy Frontier Research Center, arbeitet, einen antiferromagnetischen Schalter für Computerspeicher- und -verarbeitungsanwendungen entwickelt.

Ihre Ergebnisse, die in der Zeitschrift Nature Materials veröffentlicht wurden, haben Auswirkungen auf die weitere Miniaturisierung von Computergeräten und persönlicher Elektronik ohne Leistungseinbußen.Mit einem Instrument für fokussierte Ionenstrahlen in der Molekulargießerei von Berkeley Lab stellten die Wissenschaftler unter der Leitung von James Analytis, einem Fakultätswissenschaftler in der Abteilung Materialwissenschaften von Berkeley Lab und außerordentlicher Professor und Kittel-Lehrstuhl für Physik der kondensierten Materie an der UC Berkeley, das Gerät aus atomar dünnen Schichten von Niobdisulfid, einem Übergangsmetalldichalcogenid (TMD), her.

Um eine antiferromagnetische TMD zu bilden, synthetisierten sie Schichten aus Eisenatomen zwischen jeder Niobdisulfidplatte.Die Co-Autoren der Studie, Nityan Nair und Eran Maniv, entdeckten, dass das Anlegen kleiner elektrischer Stromimpulse die Spins des Antiferromagneten rotieren lässt, was wiederum den Widerstand des Materials von hoch auf niedrig schaltet.

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Zu ihrer Überraschung stellten sie auch fest, dass “diese magnetischen Spins mit kleinen angelegten Strömen umgedreht oder manipuliert werden können, die etwa 100 Mal kleiner sind als die, die in anderen Materialien mit einer ähnlichen Reaktion verwendet werden”, sagte Analytis.Als nächstes planen die Forscher, verschiedene antiferromagnetische TMDs zu testen, in der Hoffnung, ein System zu identifizieren, das….

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