Незвичайна речовина змусить будь-яку електроніку "думати зі швидкістю світла"

Дослідники з Техаського університету в Остіні та Інституту структури і динаміки матерії Макса Планка (США) здійснили відкриття, яке може викликати революцію у сфері електроніки, значно поліпшивши магнітну комп'ютерну пам'ять. Подробиці стали відомі виданню Interesting Engineering.

Науковці виявили, що шаруватий мультиферроїк, йодид нікелю (NiI2), демонструє найсильніший магнітоелектричний зв'язок, який коли-небудь спостерігався серед відомих матеріалів такого типу. Магнітоелектричний зв'язок — явище, за якого зміни електричного поля можуть впливати на магнітні властивості матеріалу, і навпаки. Це відкриття може зробити революцію в розробленні надшвидких і енергоефективних пристроїв у різних галузях, включно з квантовими обчисленнями.

Мультиферроїки — це унікальні матеріали, що володіють як електричним, так і магнітним порядками, які переплітаються завдяки властивості, що називається магнітоелектричним зв'язком. Ця властивість має великий попит у зв'язку з технологічними досягненнями через її потенціал для створення швидших, менших за розміром і ефективніших пристроїв.

Дослідники з'ясували, що NiI2 перевершує всі відомі матеріали такого типу за магнітоелектричним зв'язком. Цього було досягнуто шляхом збудження матеріалу ультракороткими лазерними імпульсами і спостереження за змінами, що виникають, його електричного і магнітного порядків. Співавтор Еміль Віньяс Бострем пояснив, що винятковий магнітоелектричний зв'язок у йодидіді нікелю можна пояснити двома ключовими чинниками: спін-орбітальним зв'язком — релятивістським ефектом в атомах йоду, — та особливою формою магнітного порядку в йодиді нікелю, відомою як спінова спіраль.

Наслідки відкриття величезні. Незвичайний магнітоелектричний зв'язок йодиду нікелю може спричинити революцію в декількох технологічних галузях. Відкриття відкриває шлях до надзвичайно швидких та енергоефективних магнітоелектричних пристроїв, включно з надшвидкою та енергоефективною магнітною пам'яттю, що дає змогу зберігати й витягувати дані зі швидкістю, яка значно перевершує сучасні технології, споживаючи водночас значно менше енергії. Крім того, це може забезпечити блискавичний і високонадійний зв'язок між кубітами в квантових комп'ютерах.

Відкриття також може призвести до розроблення високочутливих хімічних сенсорів, що забезпечують суворий контроль якості та безпеку ліків у хімічній і фармацевтичній промисловості.

Концепція управління магнітними властивостями за допомогою електричних полів і навпаки вже давно перебуває в центрі уваги вчених. Дослідники сподіваються, що досягнуті ними результати не тільки надихнуть на відкриття інших матеріалів зі схожими властивостями, а й стимулюють розроблення інноваційних інженерних методів для подальшого поліпшення магнітоелектричного зв'язку в йодистому нікелі. Це може призвести до нової ери електроніки, орієнтованої на безпрецедентну швидкість, ефективність і мініатюризацію.

Раніше ми писали про те, що Китай розробить чипи пам'яті з високою пропускною здатністю на тлі санкцій США. Wuhan Xinxin і Huawei об'єдналися в прагненні створити процесори HBM, однак у них на ринку є такі сильні конкуренти, як SK Hynix і Samsung Electronics.