Созданы ячейки новой магнитной памяти, способные переключаться с рекордно высокой скоростью при помощи импульсов света

Несколько исследователей из университета Миннесоты создала структуру и создала опытные образцы магнитного туннельного перехода, состояние которого возможно переведено при помощи импульсов света, длительностью в одну триллионную долю секунды, что есть полным рекордом этого типа. Такие переходы смогут стать базой ячеек сверхскоростной магнитной памяти с оптическим управлением и спинтронных устройств, устройств, применяющих для обработки и передачи информации волнообразное перемещение спинов электронов.

Классическая структура магнитного туннельного перехода складывается из двух слоев разных магнитных материалов, поделённых изолирующим слоем, именуемым барьером. Информация записывается в такую ячейку памяти методом трансформаций намагниченности одного из слоев. Для этого, как правило, употребляется перемещение вращающихся по спирали электронов, а процесс носит название спин-обработки.

Но, спин-обработка имеет верхний предел по быстродействию, что находится на частоте 1.66 ГГц, что существенно ниже быстродействия кроме того простых кремниевых транзисторов.

Базой для магнитного перехода нового типа стали изучения, совершённые в 2007 году голландскими и японскими учеными. Они показали, что сплав, складывающийся из гадолиния (Gd), железа (Fe) и кобальта (Co) в определенных пропорциях может изменять другие параметры и свою намагниченность, имеющие отношение к магнетизму, под действием импульсов света.

Этим сплавом исследователи из Миннесоты заменили верхний слой магнитного туннельного перехода.

Еще одной модификацией исходной структуры перехода стало добавление к нему электрода из прозрачного токопроводящего материала – оксида олова-индия. Вся структура магнитного туннельного перехода представляет собой круглый столбик, диаметром в 10 микрометров, что более чем на порядок меньше толщины людской волоса.

Для проверки работоспособности перехода исследователи освещали его последовательностью импульсов инфракрасного света, генерируемых недорогим оптоволоконным лазером. Период следования импульсов равнялся одной микросекунде (миллионная часть секунды), не смотря на то, что продолжительность каждого импульса не превышала одно триллионной доли секунды. Любой раз, в то время, когда импульс света попадал на поверхность перехода, ученые замечали быстрое изменение напряжения на устройстве.

А это изменение сказало о соответствующем трансформации электрического сопротивления магнитного туннельного перехода. Потому, что продолжительность импульса света равнялась одной пикосекунде, то при помощи таковой технологии, в теории, возможно взять скорость записи информации в магнито-оптичекую память на уровне 1 терабита в секунду.

«Отечественное достижение может стать в будущем быстродействующим буфером между оптоволоконной оптикой, которая снабжает очень высокие скорости передачи данных, и энергонезависимыми магнитными устройствами хранения информации» пишут исследователи.

А в собственных предстоящих изучениях ученые будут трудиться над уменьшением размеров структуры магнитного туннельного перехода до 100 нанометров и меньше. Кроме этого, будут произведены попытки уменьшить количество энергии, несомой импульсами света, которая требуется для трансформации состояния магнитного перехода. И все эти упрочнения, согласно мнению ученых, должны привести к созданию разработки энергонезависимой магнитной памяти на туннельных переходах, чипы которой возможно создавать при помощи стандартного технологического оборудования.

Случайные записи:

• Графеновые нанобарабаны — основа новой технологии высокоточных измерений различных величин
• Графен против электромагнитного излучения

knights

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Новый вид поляризации света позволяет увеличить скорость передачи информации в оптических коммуникационных каналах

  Количество цифровых данных, передаваемых при помощи глобальной сети Интернет, возрастает с каждым годом по экспоненциальной зависимости. Это является…

• Молекулярная память работает при комнатной температуре

  Интернациональная несколько исследователей под управлением Джагадеша Мудера (Jagadeesh Moodera) обрисовывает новую схему создания молекулярной памяти,…

• Новый шаг к спинтронной памяти

  Экспериментальное открытие скирмионного результата Холла окажет помощь в создании новых устройств магнитной памяти. Атомы магнитного материала благодаря…

• Графеновая память молекулярного размера может изменить «правила игры» в компьютерных технологиях

  Несколько исследователей Rice University (Техас, США) поняла, что полоса графита толщиной всего в 10 атомов может служить основным элементом для нового…