Nanoprzyszłość

Postęp technologii zazwyczaj odbywa się w kilku krokach, począwszy od wykorzystania danej technologii w podzespołach, poprzez masowe wykorzystanie w składowaniu danych, a skończywszy na logice. Spintronika, czyli odmiana elektroniki, która bierze pod uwagę nie tylko przepływ prądu, ale także spin elektronu, znajduje się na drugim etapie. Obecnie zbliżamy się powoli do badań nad spintroniczną logiką, gdyż w systemach pamięci masowych ta technologia jest obecna nawet w bardzo popularnych produktach powszechnego użytku. "Chociaż sama technologia spintroniki brzmi egzotycznie, wykorzystuje się ją już dziś w głowicach odczytujących dysków twardych. Zamiast zjawiska indukcji, w nowych głowicach wykorzystuje się wielki efekt magnetorezystancyjny, zjawisko po raz pierwszy wykorzystane komercyjnie w laboratoriach firmy IBM" - mówi Paul Seidler.

Głowica odczytująca w dzisiejszych dyskach twardych składa się ze skomplikowanej struktury magnetycznych i

Wykorzystanie spinu elektronu zamiast jego ładunku umożliwi w przyszłości znaczące oszczędności energii elektrycznej zużywanej przez komputery.

Paul Seidler, koordynator IBM Nanoscale Exploratory Technology Laboratory w Zurichu

niemagnetycznych materiałów, aby mierzyć tzw. wielki efekt magnetorezystancyjny (GMR). Odkryty on został niezależnie przez dwóch naukowców (Albert Fert i Peter Grünberg), którzy otrzymali za to nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w roku 2007. Natężenie prądu płynącego przez strukturę cienkich warstw zależy od orientacji domen magnetycznych, które niosą informację. Do wykonania takiej głowicy niezbędna jest precyzja mierzona w nanometrach. Warstwy te również znajdują zastosowanie w prototypowych układach scalonych pamięci magnetycznych, które mogą okazać się alternatywą dla pamięci Flash.

Spintronika jest dopiero rozwijającą się dziedziną nauki i na obecnym jej etapie nie można jeszcze oczekiwać zbudowania kompletnego komputera wykorzystującego jej zasady. Wynika to stąd, że nie udało się opracować funkcjonalnego odpowiednika tranzystora - na razie nie ma żadnego urządzenia przełączającego w tej technologii, charakteryzującego się wzmocnieniem sygnału. Jedną z cech nowych konstrukcji jest większa energooszczędność. Wiele osiągnięto do dziś, stosując klasyczne rozwiązania i dopracowując je pod kątem zmniejszenia poboru mocy przez każdy z elementów składowych. Dalszą poprawę sprawności energetycznej oraz wydajności można osiągnąć właśnie dzięki spintronice.

"Tranzystory unipolarne działają przy wykorzystaniu jednej zasady - przemieszczania ładunku elektronu. Każdy taki ruch powoduje wydatek energetyczny, zatem jeśli projektanci chcą wykonać jeszcze bardziej energooszczędne urządzenia, powinni opracować rozwiązania, które wykorzystują inne zjawiska fizyki. Być może pomoc nadejdzie z nieoczekiwanej strony - ze spintroniki, która wykorzystuje zjawisko spinu elektronu zamiast jego ładunku" - mówi Paul Seidler.


TOP 200