Фундаментальный прорыв в области физики твердого тела может привести к существенному совершенствованию компьютерной технологии.
На этой неделе шведские физики объявили о фундаментальном прорыве. Добавляя в оксид цинка, известный полупроводниковый материал, марганец, профессора Стокгольмского королевского института Венкат Рао и Бёрье Йоханссон придали ему магнитные свойства, не ухудшая других характеристик.
Подобное уже проделывали с другими материалами, в частности, с арсенидом галлия, но на этот раз впервые получено вещество, способное функционировать при комнатной температуре. Схемы на основе нового материала могут работать в сотни раз быстрее или хранить в тысячи раз больше информации, чем существующие электронные приборы, утверждают ученые.
Профессор Рао сказал: "Сейчас оксид цинка широко используется в оптоэлектронике и мобильных телефонах, поэтому достаточно всего двух-трех лет, чтобы наладить производство новых устройств". Можно будет легко изготовить более миниатюрные и быстродействующие версии существующих оптических модуляторов, детекторов, лазеров и других приборов на основе оксида цинка. Однако главным достижением станет применение нового вещества для спинтронных транзисторов — квантовых устройств, которые пока демонстрируются лишь в лабораториях.
Спинтронные транзисторы способны работать гораздо быстрее и потребляют гораздо меньше энергии по сравнению с обычными, так как устанавливают и считывают спины электронов — фундаментальные частицы магнетизма — без электрического тока.
По словам Рао, "можно гораздо ближе подойти к скорости света, так как отпадает необходимость в перемещении зарядов". Логический ключ на спинтронном приборе тоже энергонезависим и не меняет состояние при отключении энергии. "Это как жесткий диск без магнитной поверхности, — говорит Рао. — При этом можно достичь очень высокой плотности записи при низком энергопотреблении". Он считает, что современный уровень развития полупроводниковой техники позволяет создать спинтронные устройства уже через пять-десять лет. "Но не спрашивайте меня, когда именно. Это все равно, что спрашивать у только что вышедшей замуж женщины, когда у нее появится первый ребенок".
Интенсивные исследования в области спинтроники ведутся и по многим другим направлениям, так как ее потенциал позволяет тысячекратно увеличить объем памяти, экономичность и быстродействие. IBM исследует магнитную память (MRAM) на базе этой технологии, а Стэнфордский университет недавно объявил об открытии "закона Ома" для спинов. Это означает, что устройства, работающие при комнатной температуре, смогут эффективно манипулировать спином электрона с минимальной или нулевой потерей энергии. "Возможно, лет через десять спинтроника будет применяться наравне с электроникой", — говорится в заявлении профессора Стэнфордского университета Шоучэн Чжаня.
