Специалисты из Брауновского университета в США совершили прорыв в области создания сверхтонких пленок, предназначенных для использования в устройствах памяти. Согласно данным издания «Наука Mail», которые основываются на материале журнала Nature Materials, данная технология позволит модернизировать чипы на базе мультиферроидного феррита висмута, существенно снизив их аппетит к электроэнергии.
Феррит висмута представляет собой представитель мультиферроиков — категории материалов, крайне перспективных для производства энергосберегающих микросхем. Уникальность таких структур заключается в возможности переключать электрическую поляризацию с помощью минимального напряжения для записи информации, в то время как процесс считывания данных происходит магнитно. Однако при попытках сделать материал экстремально тонким возникает серьезная техническая преграда: кристаллическая решетка разрушается, из-за чего под влиянием внутренних полей электрическая поляризация постепенно исчезает.
Чтобы преодолеть этот физический барьер, научная группа предложила использовать в качестве подложки скандат диспрозия. Этот компонент эффективно стабилизирует структуру решетки феррита висмута за счет эффекта сжимающей деформации. Кроме того, внедрение дополнительного металлического слоя позволяет нейтрализовать вредные электрические поля и удерживать необходимый уровень поляризации.
Благодаря такому подходу феррит висмута не только сохраняет свои ключевые мультиферроидные свойства, но и демонстрирует повышенные магнитные показатели. Материал трансформируется в альтермагнетик — состояние, объединяющее физические черты ферромагнетика и антиферромагнетика. Подобные характеристики позволяют быстро интегрировать новые компоненты в системы и обеспечивают мощный сигнал, необходимый для безошибочного считывания данных.
Разработчики убеждены, что их открытие станет важным этапом на пути к созданию вычислительных систем нового поколения, работающих при минимальных энергозатратах. Как подчеркнул один из участников проекта, доцент кафедры инженерии в Брауновском университете Лукас Каретта, фундаментальная цель исследователей состоит в том, чтобы > «научиться проектировать материалы в нужной форме, иногда даже превосходящей природную».
Стоит отметить, что это не единственное достижение в сфере обработки данных: ранее эксперты из МИЭМ ВШЭ и Сколтеха представили гибридный метод декодирования сигналов. Их разработка позволяет заметно снизить вычислительную нагрузку и легко внедряется в существующие электронные компоненты.
