Американские ученые из Брауновского университета представили технологию производства ультратонких пленок, которые могут лечь в основу новых устройств памяти. Согласно данным издания «Наука Mail», со ссылкой на публикацию в научном журнале Nature Materials, это открытие нацелено на качественное улучшение чипов на базе мультиферроидного феррита висмута, отличающихся крайне низким уровнем энергопотребления.
Мультиферроики представляют собой перспективный класс материалов для создания энергосберегающих микросхем. Их ключевое преимущество заключается в возможности переключать электрическую поляризацию с помощью минимального напряжения для кодирования информации, при этом процесс считывания данных происходит магнитно. Однако при попытке сделать такие слои максимально тонкими возникает серьезная техническая преграда: кристаллическая решетка теряет свою стабильность, из-за чего электрическая поляризация под влиянием внутренних полей начинает затухать.
Чтобы преодолеть этот барьер, специалисты предложили использовать в качестве подложки скандат диспрозия. Данный компонент обеспечивает сохранность структуры решетки феррита висмута за счет эффекта сжимающей деформации. Кроме того, дополнительный металлический слой эффективно поглощает вредные электрические поля, тем самым поддерживая необходимый уровень поляризации.
Благодаря внедрению этой технологии феррит висмута не только удерживает свои мультиферроидные свойства, но и демонстрирует более высокие магнитные показатели. Материал трансформируется в альтермагнетик — состояние, объединяющее в себе черты ферромагнетика и антиферромагнетика. Такие соединения позволяют быстро интегрироваться в системы и генерируют мощный сигнал, необходимый для безошибочного считывания данных.
По мнению исследователей, данный прорыв приближает использование мультиферроиков в вычислительных системах следующего поколения, работа которых будет требовать значительно меньше электричества. Доцент кафедры инженерии в Брауновском университете Лукас Каретта подчеркнул, что цель научной группы состоит в том, чтобы > «научиться проектировать материалы в нужной форме, иногда даже превосходящей природную».
Стоит отметить, что подобные разработки в области обработки данных ведутся и другими группами. Так, специалисты из МИЭМ ВШЭ и Сколтеха ранее представили гибридный метод декодирования сигналов, который позволяет существенно снизить вычислительные затраты при реализации на электронных компонентах.
