Скрытое состояние вещества ускорит работу компьютера в 10 раз

Интернациональная группа исследователей с участием доктора наук НИТУ «МИСиС» Сергея Бразовского представила изучения высокослоистого материала дисульфида тантала, каковые продемонстрировали, что его сопротивление возможно поменять с уникально высокой скоростью, превращая из электрического проводника в изолятор и обратно. Сверхбыстрое «переключение» разрешает применять материал в новейшей электронике в качестве энергонезависимого элемента памяти нового поколения.

В мае 2016 года в издании Nature Communications была опубликована статья1 по результатам изучения, являющегося синтезом теоретической работы доктора наук Сергея Бразовского, выполненной в НИТУ «МИСиС» и Национальном центре научных изучений (CNRS, Франция) и опыта, совершённого под управлением доктора наук Драгана Михайловича в университете Йозефа Стефана в Любляне (Словения).

Доктору наук Сергею Бразовскому удалось выстроить теоретическое описание особенного скрытого состояния вещества дисульфида тантала, которого этот материал может достигнуть лишь под влиянием внешних действий. Это неповторимое химическое соединение имеет неустойчивую внутреннюю решетку электронов, которая может принципиально изменяться за счет внешнего импульса, преобразуя в итоге физические особенности самого материала. Скрытое состояние было экспериментально найдено учеными лишь в 2014 году.

Ученый развил выстроенную им ранее теорию для описания модели переключения состояний проводник-изолятор.

«Мы нашли сложный механизм формирования сети заряженных доменных стенок (границ, разделяющих области примера, находящиеся в простом и скрытом состояниях), каковые создаются из-за неустойчивости электронной решетки. Это разрешило растолковать замечаемый опыт: инжектированные заряды (т.е. введенные в пример извне, в этом случае посредством лазерных импульсов) создают движущиеся доменные стены, превращая материал из изолятора в металл», – поведал доктор наук Сергей Бразовский.

На протяжении опыта пример дисульфида тантала размером меньше 100 нанометров облучается сверхкороткими лазерными либо электрическими импульсами, каковые создают сверхкороткие электрические токи и создают переключение состояний проводник-диэлектрик. Так, одинаковый материал при определенном внешнем действии возможно проводником электрического тока и его изолятором, причем способен поменять эти состояния с огромной скоростью.

Это свойство дисульфида тантала возможно применимо для энергонезависимых элементов электронной памяти, каковые способны сохранять данные кроме того при отключенном источнике электрического питания за счет устойчивости скрытого состояния данного вещества. Проводящее состояние материала наряду с этим шифрует единицу, диэлектрическое – ноль.

Принципиальное отличие инновационной схемы работы элементов памяти от классической динамической оперативной памяти (DRAM) – на порядок более высокая скорость записи информации. Ультрабыстрые элементы памяти на базе дисульфида тантала будут способны переключаться управляющим электрическим напряжением за время около одной пикосекунды, что более чем в 10 раз стремительнее, чем самые стремительные из существующих аналогов.

1 Nature Communications, 7, 11442 (16 May 2016), Fast electronic resistance switching involving hidden charge density wave states, I. Vaskivskyi, I. A. Mihailovic, S. Brazovskii, J. Gospodaric, T. Mertelj, D. Svetin, P. Sutar and D. Mihailovic .

Случайные записи:

• В москве и зеленограде пройдет международная конференция, посвященная нанотехнологиям в электронике, фотонике и альтернативной энергетике
• Шесть пензенских ученых получили гранты президента

Настройки для максимальной производительности Windows 10

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Нанотехнологии повышают точность методов проявления скрытых отпечатков пальцев.

  В 1880 году британский доктор Генри Фолдс (Dr. Henry Faulds), трудившийся в Токио, опубликовал письмо в издании Nature, в котором предположил возможность…

• Контроль донорных одноэлектронных состояний в кремнии

  Легирование играется в полупроводниковой электронике очень ключевую роль. Добавление в полупроводник кроме того мизерного количества примесей (одной на…

• Китайские ученые продержали водородную плазму в стабильном состоянии 102 секунды

  Пару дней назад публиковалась новость о том, что германским ученым удалось взять водородную плазму в стеллараторе . Наряду с этим в стабильном состоянии…

• Работу нервной системы сняли на видео

  Активность нескольких сотен нейронов у червей и нескольких тысяч нейронов в мозге рыбы удалось заметить в настоящем времени. Чтобы выяснить, как трудится…