16.10.2016 04:32
Новости.
Просмотров всего: 8381; сегодня: 1.

Ученые ДВФУ создали ультратонкие материалы для электроники нового типа

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:

Как законно снизить налоговую нагрузку
28.03.2024 17:56 Консультации
Как законно снизить налоговую нагрузку
Предприниматели имеют право и законную возможность уменьшать налоги. Одна из самых очевидных мер – подбор оптимального налогового режима. Так, многим предпринимателям доступна упрощенная система налогообложения (УСН) с простой и понятной формой отчетности, ставкой до 6 или 15% в зависимости от...
О своих мечтах об отдыхе поделились российские дети
28.03.2024 12:18 Аналитика
О своих мечтах об отдыхе поделились российские дети
В преддверии II Всероссийского конкурса юного художника «Место в России, где я мечтаю побывать», который стартует 1 апреля 2024 года, эксперты Национального туроператора Алеан рассказали, куда хотели поехать дети, исходя из анализа работ прошлого года. Дети в возрасте от 6 до 15 лет поделились...
562 года назад на престол взошёл Иван III
28.03.2024 10:44 Новости
562 года назад на престол взошёл Иван III
В историю он вошел в первую очередь как собиратель русских земель и, по сути, создатель единого государства Российского, созидатель и мудрый дипломат – при Иване III не только расширяются границы, но и создается прообраз системы управления страной – пишутся единые законы, утверждается...
Ранее неизвестные петроглифы описали российские ученые
27.03.2024 18:03 Новости
Ранее неизвестные петроглифы описали российские ученые
Группа ученых из Кемеровского государственного университета во главе с доктором исторических наук Ольгой Советовой описала ранее неизвестные петроглифы, обнаруженные в ходе экспедиций последних трех лет. Среди найденных рисунков неожиданно оказалось и крайне редкое изображение парохода. Основной...
Неизвестный объект археологического наследия найден в Подмосковье
27.03.2024 17:20 Новости
Неизвестный объект археологического наследия найден в Подмосковье
В подмосковном городе Ликино-Дулево Орехово-Зуевского городского поселения археологи провели превентивное обследование территории, прилегающей к скверу Дулевского фарфорового завода. В результате был обнаружен ранее неизвестный исторический слой, который уже признан вновь выявленным объектом...