Czy antyferromagnetyki mogą zastąpić krzem?

Naukowcy pracują na układami scalonymi zawierającymi materiały antyferromagnetyczne, które mogłyby w przyszłości zastąpić krzem. Badania pokazują, że w pamięciach takich można upakować na określonej powierzchni dużo więcej tranzystorów, co przekłada się na większą pojemność.

Chip

Nie bez znaczenia jest też fakt, że przechowywane przez takie układy dane są odporne na wpływ zewnętrznych fal magnetycznych, które w standardowych pamięciach – a więc bazujących na krzemie - potrafią je wymazywać.

Pomysł na wprowadzenie do układów scalonych materiałów antyferromagnetycznych powstał w MIT (Massachusetts Institute of Technology). Zrodził się on w momencie uświadomienia sobie, że układy zawierające krzem wyczerpały swoje możliwość i nie uda się z nich wycisnąć więcej. Chodzi tu głównie o możliwość jeszcze większego zagęszczenia bramek tranzystorowych czy mówiąc inaczej produkowania takich układów z wykorzystaniem technologii poniżej 1 nm.

Zobacz również:

Materiały antyferromagnetyczne (znane pod skrótem AFM) należą do tej samej grupy co ich kuzyni ferromagnetyki. Zachowują się jednak zupełnie inaczej. Podczas gdy elektrony w ferromagnetykach ustawiają się w jednej synchronicznej pozycji (zięki czemu igła kompasu wskazuje północ, gdyż tak nakazuje jej pole magnetyczne), elektrony w materiale antyferromagnetyczny mają nieokreślony spin, dlatego spiny sąsiadujących ze sobą elektronów są zupełnie różne. Można powiedzieć, że pod tym względem panuje tu chaos i elektrony zupełnie nie biorą pod uwagę zewnętrznych warunków magnetycznych.

Właśnie dlatego fale magnetyczne dochodzące z zewnątrz nie są stanie wymazać danych przechowywanych w takich układach. To ważna cecha ferromagnetyków, gdyż w bazujących na nich układach można zagęścić tranzystory w takim stopniu, jaki jest niemożliwy w przypadku krzemu.

Naukowcy przyznają, że droga do opracowania efektywnie pracujących pamięci AFM jest jeszcze długa i ich projektanci będą musieli rozwiązać szereg problemów. Chodzi np. o to, że w przypadku tak dużej miniaturyzacji układów problemem może stać się ciepło wydzielane podczas operacji czytania i zapisania danych. Problem ten występują również w przypadku krzemu, ale w układach AFM może to być prawdziwe wyzwanie.


TOP 200