Исследователи из Брауновского университета в США совершили прорыв в области создания сверхтонких пленок, предназначенных для использования в устройствах памяти. Согласно сведениям издания «Наука Mail», опирающимся на данные журнала Nature Materials, это открытие способно существенно модернизировать чипы на основе мультиферроидного феррита висмута, сделав их менее требовательными к электроэнергии.
Сами мультиферроики представляют собой крайне перспективный класс материалов для производства энергосберегающей микроэлектроники. Их уникальность заключается в возможности кодировать информацию путем переключения электрической поляризации с помощью минимального напряжения, при этом процесс считывания данных происходит магнитным способом. Однако специалисты столкнулись с серьезным технологическим барьером: при попытке уменьшить толщину материала его кристаллическая решетка разрушается. Это приводит к тому, что электрическая поляризация начинает затухать под влиянием внутренних полей.
Для преодоления данного дефекта группа ученых применила инновационное решение, использовав в качестве подложки скандат диспрозия. Данный компонент обеспечивает стабильность структуры решетки феррита висмута за счет возникновения сжимающей деформации. Кроме того, дополнительный слой металла эффективно поглощает вредные электрические поля, что позволяет поддерживать необходимый уровень поляризации.
Благодаря внедрению этой методики феррит висмута не только сохраняет свои ключевые мультиферроидные качества, но и демонстрирует более совершенные магнитные свойства. Материал трансформируется в альтермагнетик — состояние, объединяющее в себе физические характеристики ферромагнетика и антиферромагнетика. Такие новообразования отличаются способностью обеспечивать мощный сигнал при считывании данных и могут быть оперативно внедрены в производство.
Авторы исследования полагают, что их труд закладывает фундамент для появления вычислительных систем нового поколения, отличающихся крайне низким энергопотреблением. Доцент кафедры инженерии в Брауновском университете Лукас Каретта подчеркнул, что основная цель ученых состоит в том, чтобы > «научиться проектировать материалы в нужной форме, иногда даже превосходящей природную».
Стоит отметить, что подобные изыскания в сфере обработки данных ведутся и другими научными центрами. Так, специалисты из МИЭМ ВШЭ и Сколтеха ранее представили гибридную методику декодирования сигналов, которая позволяет минимизировать вычислительные затраты при реализации на электронных компонентах.
