Ученые ДВФУ и Японии приблизились к созданию памяти для электроники нового поколения
21 декабря 2021
В Дальневосточном федеральном университете (ДВФУ) ученые из международной лаборатории спин-орбитроники работают над созданием магнитных материалов при низких температурах. До проводимых в университете исследований сверхпроводимость слабо связывали с магнетизмом и магнитными материалами. На основе совместных российско-японских разработок создается трехмерная магнитная память для компьютеров и мобильных устройств, которые будут более энергоэффективными и быстрыми.
Совместная работа ученых ДВФУ и Киотского университета позволила получить магнитные наноструктуры с уникальными свойствами. В них возможно управление сверхпроводящим диодным эффектом путем приложения внешнего магнитного поля. Открытие может быть использовано при создании трехмерной памяти для электроники нового поколения, а также для разработки сверхчувствительных датчиков ультрамалых магнитных полей с экстремально низким энергопотреблением.
«Наши открытия помогут разработать и внедрить трехмерную магнитную память, в которой не будет рассеяния энергии из-за нагрева элементов. Каждый житель планеты заинтересован в том, чтобы иметь как можно большую память для записи и хранения информации. При этом магнитная память не только увеличит объем хранящихся данных, но и сделает электронные устройства на порядок более энергоэффективными. В свою очередь это приведет к увеличению автономности работы мобильных устройств в десятки раз. Как вам, например, мобильник с объемом памяти в несколько десятков терабайт, который нужно будет заряжать раз в неделю? Такая память найдет применение в разных устройствах, включая центры обработки данных, автомобили и даже спутники», — отметил руководитель международной лаборатории спин-орбитроники ДВФУ Теруо Оно.
Сейчас исследователи работают над объяснением наблюдаемого явления, открытие которого стало возможным только на стыке изучения магнетизма и сверхпроводимости. В сверхпроводящем режиме разработанная многослойная система проводит ток исключительно в одном направлении (диодный эффект), при этом из-за отсутствия рассеяния электронов на фононах нет нагрева элементов. Переключение намагниченности в противоположном направлении приводит к смене полярности сверхпроводящего диодного эффекта. Полученные результаты помогут разработать так называемый магнитный спиновый транзистор для создания вычислительных устройств нового поколения.
Научная работа ведется группой молодых исследователей ДВФУ под руководством ведущих ученых университета — проректора по научной работе Александра Самардака и директора Института наукоемких технологий и передовых материалов Алексея Огнева. Проект по изучению ферримагнитных наноструктур и созданию магнитной памяти реализуется в рамках мегагранта Правительства Российской Федерации по государственной поддержке научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых в российских вузах, научных фондах и государственных научных центрах страны.
Профессор Теруо Оно, как руководитель международной лаборатории ДВФУ, активно участвует в исследованиях и привносит новые идеи по созданию наноматериалов с уникальными магнитными и транспортными свойствами. Японский ученый является первооткрывателем сверхпроводящего диодного эффекта в металлических многослойных наносистемах, который может быть использован для создания электрических микросхем, не имеющих паразитного рассеивания энергии.
В международной лаборатории спин-орбитроники ДВФУ разрабатывают научные и технологические основы нового поколения умной электроники (спинтроники и спин-орбитроники) для высокопроизводительных энергоэффективных вычислений и телекоммуникаций. Здесь же планируют развивать экспериментальное наукоемкое производство, внедрять разработки на российских предприятиях и готовить новое поколение высококвалифицированных исследователей, что полностью отвечает программе «Приоритет 2030» по стратегическому направлению развития ДВФУ «Физика и материаловедение».
Пресс-служба ДВФУ,
press@dvfu.ru