Специалисты из Брауновского университета в США разработали технологию производства сверхтонких слоев, предназначенных для использования в устройствах памяти. Данная инновация нацелена на совершенствование чипов, базирующихся на мультиферроидном феррите висмута, что позволит существенно снизить уровень энергопотребления электроники. Об этом сообщает издание «Наука Mail», опираясь на данные, опубликованные в научном журнале Nature Materials.
Феррит висмута представляет собой представитель класса мультиферроиков. Эти вещества считаются крайне перспективными для создания микросхем с низким энергопотреблением, поскольку позволяют осуществлять кодирование информации путем переключения электрической поляризации при минимальном напряжении, в то время как процесс считывания данных происходит магнитно. Однако при попытках уменьшить толщину такого материала возникает критическая проблема: кристаллическая решетка утрачивает свою правильную конфигурацию. Вследствие этого под влиянием внутренних полей электрическая поляризация начинает постепенно затухать.
Для преодоления данного технического барьера научная группа предложила применять в качестве подложки скандат диспрозия. Данное вещество способствует поддержанию целостности решетки феррита висмута за счет эффекта сжимающей деформации. При этом внедренный дополнительный слой металла выполняет роль поглотителя нежелательных электрических полей, тем самым стабилизируя необходимую поляризацию.
Благодаря предложенному методу феррит висмута не только сохраняет свои мультиферроидные свойства, но и получает более совершенные магнитные параметры. Материал трансформируется в так называемый альтермагнетик, который объединяет в себе функционал ферромагнетика и антиферромагнетика. Подобные структуры отличаются возможностью быстрой интеграции в системы и генерируют мощный сигнал, необходимый для корректного считывания информации.
Авторы научной работы полагают, что данное открытие приближает использование мультиферроиков в вычислительных системах следующего поколения, работа которых потребует значительно меньше электрической энергии. Доцент кафедры инженерии в Брауновском университете Лукас Каретта подчеркнул, что текущая цель исследователей состоит в том, чтобы > «научиться проектировать материалы в нужной форме, иногда даже превосходящей природную».
Стоит отметить, что ранее эксперты из Сколтеха и МИЭМ ВШЭ представили собственную разработку в области декодирования сигналов при передаче данных. Их гибридная методика позволяет заметно снизить вычислительную нагрузку и может быть внедрена непосредственно в электронные компоненты.
