16.10.2016 04:32
Новости.
Просмотров всего: 8808; сегодня: 1.

Ученые ДВФУ создали ультратонкие материалы для электроники нового типа

Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) создали новые ультратонкие материалы для электроники нового типа — спин-орбитроники. Появление таких гибридных структур позволит уже через несколько лет создать смартфон, который будет работать без подзарядки неделями.

Сотрудники лаборатории пленочных технологий и лаборатории электронной микроскопии и обработки изображений Школы естественных наук ДВФУ первыми в мире получили трехслойные пленки состава рутений-кобальт-рутений (Ru/Co/Ru) с толщиной магнитного слоя всего в четыре атомных слоя, то есть меньше одного нанометра. Результат работы опубликован в престижном научном журнале Journal of Physics D: Applied Physics.

Как рассказал заведующий лабораторией пленочных технологий Алексей Огнев, в ДВФУ впервые получены поликристаллические пленки Ru/Co/Ru, обладающие таким важным функциональным свойством, как перпендикулярная магнитная анизотропия. По словам ученого, в ближайшее время именно такие материалы найдут широкое применение в устройствах электроники нового типа — энергонезависимой магнитной памяти и логики, высокочувствительных датчиках, биомедицинских сенсорах, системах сверхбыстрой обработки информации и искусственного интеллекта.

«Полупроводниковая электроника уже практически достигла предела своего физического развития, и сейчас нужны новые подходы. Один из них заключается в использовании магнитных материалов с перпендикулярной анизотропией для сверхплотного хранения и сверхбыстрой обработки информации, — объяснил Алексей Огнев. — В лабораторных условиях мы получили поликристаллические пленки и наноструктуры на основе системы Ru/Co/Ru и показали, как изменяя толщину немагнитного слоя рутения можно улучшать магнитные свойства кобальта. Создаваемые на основе наших структур элементы памяти будут отличаться более высокой скоростью обработки информации и низким энергопотреблением по сравнению с полупроводниками, а сам процесс производства таких элементов станет проще и дешевле».

Ведущий научный сотрудник лаборатории Александр Самардак напомнил, что в микроэлектронной индустрии главным носителем информации является электрон. Спин-орбитроника основана на передаче спинового магнитного момента, что требует гораздо меньше энергии, чем при переносе электрического заряда.

«Спин-орбитроника сегодня очень активно развивается во всем мире, и перед инженерами стоит задача совместить полупроводниковую электронику с магнитными материалами. Появление таких гибридных структур обычный человек может почувствовать, скажем, купив уже через несколько лет смартфон, который будет работать без подзарядки неделями. Также это позволяет решить глобальную задачу по уменьшению энергопотребления многочисленных центров обработки данных и, соответственно, выбросов вредных веществ в атмосферу», — подчеркнул Александр Самардак.

В настоящее время полученные результаты на тонких пленках исследователи используют для создания и изучения наноструктур для сенсоров магнитного поля. Также сотрудники лаборатории в партнерстве с группой профессора Йонг Кьён Кима из Университета Корё (Республика Корея) ведут разработку элементной базы спин-волнового процессора и спин-орбитальной энергонезависимой памяти. По словам ученых ДВФУ, успешное создание такого прототипа ячейки памяти позволит повысить скорость записи и снизить энергопотребление более чем в сотню раз по сравнению с лучшей современной памятью.

«Сотрудничая с зарубежными коллегами, мы стремимся выйти на новый, мировой уровень научной работы. Сейчас мы также обсуждаем совместный проект с профессором Оклэндского университета Андреем Славиным по разработке принципиально новой компонентной базы для энергоэффективных вычислителей на основе магнитных нейроморфных устройств. Реализация этих прорывных идей в ДВФУ позволит получить практически Нобелевские результаты и публикации в таких журналах, как Science и Nature», — пояснил Александр Самардак.

Стоит отметить, что исследование пленок Ru/Co/Ru ученые ДВФУ проводили с использованием Керровского микроскопа Evico Magnetics, который был приобретен за счет средств гранта Федеральной целевой программы и Программы развития ДВФУ. Таких приборов, позволяющих изучать микромагнитную структуру тонких пленок и наноструктур, в России только два.

Наряду с Journal of Physics D: Applied Physics итоги масштабной работы международного научного коллектива ДВФУ также нашли отражение в рейтинговых журналах Physical Review Letters (IF=7.65), Physical Review B (IF=3.72), Applied Surface Science (IF=3.15) и других.


Ньюсмейкер: ДВФУ — 3 публикации
Поделиться:

Интересно:

325 лет назад Петр I издал указ о праздновании Нового года 1 января
20.12.2024 13:05 Аналитика
325 лет назад Петр I издал указ о праздновании Нового года 1 января
До конца XV века Новый год на Руси праздновали 1 марта. Эта точка отсчета была связана с тем, что в марте земля пробуждалась от зимнего "сна", начинался новый посевной сезон. С 1495 года Московский государь Иван III приказал перенести празднование Нового года на 1 сентября. Причин для...
19.12.2024 19:56 Интервью, мнения
Праздник к нам приходит: как поддержать атмосферу Нового Года в офисе
Конец года — самое жаркое время за все 12 месяцев, особенно для компаний. Нужно успеть закрыть все задачи, сдать отчёты, подготовить планы, стратегии и бюджеты. И, конечно же, не забывать про праздник, ведь должно же хоть что-то придавать смысл жизни в декабре, помимо годового бонуса.  Не...
Прозвища бумажных денег — разнообразные и многоликие
19.12.2024 18:17 Аналитика
Прозвища бумажных денег — разнообразные и многоликие
Мы часто даем прозвища не только знакомым людям и домашним питомцам, но и вещам, будь то автомобили, компьютеры, телефоны… Вдохновляемся цветом или формой, называем их человеческими именами и даем понять, что они принадлежат только нам и имеют для нас...
Советская военная контрразведка
19.12.2024 17:51 Аналитика
Советская военная контрразведка
Советская военная контрразведка появилась в годы Гражданской войны и неоднократно меняла свою подчиненность, входя то в структуру военного ведомства, то в госбезопасность. 30 мая 1918 г. учрежден первый орган военной контрразведки Красной армии – Военный контроль Оперативного отдела Народного...
Защитить самое ценное: История страхования в России
18.12.2024 13:22 Аналитика
Защитить самое ценное: История страхования в России
С давних времен человек стремится перехитрить свою судьбу. Люди желают знать, что будет, чтобы вовремя подготовиться к возможным перипетиям и обезопасить свое будущее. Вот только карты и гадалки в этом вопросе бессильны, куда надежнее справиться с рисками помогают...