Опрос
|
реклама
Быстрый переход
В MIT создали магнитный транзистор с памятью — на порядок мощнее всех существующих
24.09.2025 [11:58],
Геннадий Детинич
Инженеры Массачусетского технологического института (MIT) разработали магнитный транзистор, который может сделать электронику более энергоэффективной. Магниты известны людям уже тысячу лет, однако их свойства в электронике до сих пор не используются в полной мере. Исследователи из США восполняют этот пробел, предлагая магнитный транзистор с памятью — решение множества проблем современной электроники. 
Источник изображения: MIT Основная проблема, которую решает разработка, — это фундаментальные ограничения кремниевых полупроводников: транзисторы не могут работать при напряжении ниже определённого порога, что ограничивает миниатюризацию и энергоэффективность устройств. Магнитный транзистор для управления потоком электронов использует их спин вместо традиционного заряда, что открывает путь к более компактным и экономичным схемам со встроенной памятью. Фактически, это развитие такого направления, как спинтроника. В основе новой технологии лежит двумерный магнитный полупроводник — бромид сульфида хрома, который обладает уникальными магнитными свойствами и, что крайне важно, стабилен на воздухе. Материал наносится тонким слоем на кремниевую подложку, на которой предварительно формируются электроды для управления. В отличие от кремниевых аналогов, магнитный транзистор переключается между двумя магнитными состояниями под действием внешнего магнитного поля, что изменяет его электронные свойства и позволяет работать с низкими затратами энергии. Кроме того, как выяснили учёные, электрический ток также может напрямую контролировать магнитные состояния — а это прямой путь к производству чипов с множеством таких транзисторов, что было бы затруднительно в случае управления только внешним магнитным полем. Эксперименты с прототипом показали, что магнитный транзистор обеспечивает переключение или усиление электрического тока в 10 раз, тогда как существующие магнитные транзисторы дают лишь несколько процентов эффекта. Это приводит к более сильному и быстрому считыванию сигналов, делая устройство подходящим для высокопроизводительных приложений. Наконец, магнитные свойства транзистора позволяют ему запоминать состояния, что делает его одновременно и ячейкой памяти — без необходимости записывать информацию куда-либо ещё. Подобное свойство ещё сильнее подчёркивает важность разработки, поскольку позволяет говорить о вычислениях в памяти — это особенно актуально в условиях развития ИИ и периферийных вычислений. Впервые получено объёмное изображение скирмиона — наноразмерного магнитного вихря, способного изменить электронику
22.10.2024 [20:41],
Геннадий Детинич
Учёные Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory) впервые получили объёмное изображение скирмиона — наноразмерного магнитного вихря. Это настолько устойчивая структура, что она может служить элементом памяти и логики в обычных и квантовых вычислениях. Спиновая сущность скирмиона подразумевает предельно малое потребление энергии и высокую надёжность — всё это может привести к прорыву в системах хранения и расчётов. 
Источник изображения: Lawrence Berkeley National Laboratory Традиционно магнитный скирмион рассматривался как двумерный объект. Однако в реальных условиях материал, в котором возникают скирмионы, имеет некий физический объём, в который скирмионы «запускают» свои «магнитные щупальца» и тоже приобретают объём. В этом объёме структура скирмионов не может считаться однородной. Их спиновая структура претерпевает изменения: от ориентации вверх строго в центре до ориентации строго вниз по краям. Это придаёт скирмионам определённые свойства, которые необходимо учитывать. Но сначала всё это нужно увидеть и измерить. «Наши результаты обеспечивают основу для метрологии на наноуровне для устройств спинтроники», — сказал Питер Фишер (Peter Fischer), старший научный сотрудник Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли при Министерстве энергетики США, который руководил исследованием. Для исследования скирмионов учёным предоставила образец компания Western Digital, что само по себе интересно. Это многослойный материал из плёнок иридий/кобальт/платина шириной 800 нм и толщиной 95 нм. Образец исследовался с помощью мягкого рентгеновского излучения методом магнитно-рентгеновской ламинографии в Швейцарии. С помощью рентгеновской ламинографии «вы можете в принципе реконфигурировать [скирмион] на основе множества изображений и данных», как пояснили авторы работы. Этот процесс занял месяцы и, в конце концов, позволил лучше понять спиновые структуры скирмионов. Полное понимание 3D-спиновой текстуры скирмионов «открывает возможности для изучения и адаптации 3D-топологических спинтронных устройств с расширенными функциональными возможностями, которые не могут быть достигнуты в двух измерениях». Созданы перспективные светящиеся чернила для производства дисплеев, одежды и 3D-печати
27.01.2024 [13:55],
Геннадий Детинич
Учёные из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли подобрали перспективный, недорогой и экологически безопасный состав чернил для широкого спектра применений в производстве и быту. Новинка поможет выпускать дисплеи нового поколения для электроники, будет использоваться в предметах одежды и служить основой для 3D-печати светящихся и люминесцирующих моделей. 
Модели Эйфелевой башни, напечатанные с использованием новых люминесцентных чернил. Источник изображения: Berkeley Lab «Благодаря замене драгоценных металлов более доступными в природе материалами, наша технология супрамолекулярных [супермолекулярных] чернил может кардинально изменить правила игры в индустрии OLED-дисплеев, — заявил главный исследователь проекта Пейдонг Янг (Peidong Yang), старший научный сотрудник отдела материаловедения Berkeley Lab и профессор химии, материаловедения и инженерии Калифорнийского университета в Беркли. — Что ещё более захватывающе, так это то, что технология может также распространить свое применение на печать органических плёнок для изготовления носимых устройств, а также люминесцентных рисунков и скульптур». Исследователи пояснили в статье в журнале Science, что новый материал состоит из порошков, содержащих гафний (Hf) и цирконий (Zr), которые можно смешивать в растворе при относительно невысоких температурах: от комнатной до примерно 80 °C. При нагревании образуются «чернила», которыми дальше можно пользоваться по своему усмотрению. Подобный скромный нагрев позволит значительно снизить затраты на производство, которое, как правило, довольно энергоёмкое, если говорить о современных реалиях. 
Представление новой супермолекулы «чернил» Более того, новые чернила способны подтолкнуть к появлению более устойчивых к воздействию окружающей среды плёнок на основе перовскита. Они могут заменить современные соединения перовскита со свинцом, предложив более экологически чистую альтернативу перспективным светящимся и фотопреобразующим перовскитным пленкам. Но это в отдалённой перспективе. Найденный в Беркли супермолекулярный состав был испытан на люминесценцию и её эффективность. Выяснилось, что при освещении материала ультрафиолетовым светом он почти 100 % энергии переводит в оптический диапазон. Это редкая удача, которая позволит максимально увеличить эффективность будущих плоскопанельных дисплеев. Правда, найдены только соединения для синего и зелёного спектра, тогда как с красным пока не заладилось. В качестве эксперимента была изготовлен тонкоплёночный дисплей, работа которого в виде быстрой смены букв английского алфавита показана выше на видео. Нетрудно заметить, что даже лабораторная разработка показывает отличную скорость реакции, что важно для дисплеев. Не менее интересно выглядит перспектива использования нового супермолекулярного соединения для 3D-печати. Напечатанные таким образом миниатюры будут светиться, что позволит, например, создавать таким образом декоративные осветительные приборы. Наконец, светящиеся чернила с поддержкой низкотемпературно процесса способны сказать новое слово в одежде. Это может быть как спецодежда для работы в условиях плохой освещённости, так и повседневная со своей изюминкой в дизайне. |
© 1997—2025 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews. kz
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
