Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Ny oppdagelse kunne bane vei for spinbasert databehandling: Ny oksidbasert magnetisme følger elektriske kommandoer

Anonim

Elektrisitet og magnetisme styrer vår digitale verden. Halvledere behandler elektrisk informasjon, mens magnetiske materialer muliggjør langvarig datalagring. Et forskersteam i Pittsburgh har oppdaget en måte å smelte disse to distinkte egenskapene i et enkelt materiale, noe som baner vei for nye lagrings- og databehandlingsarkitekturer med ultrahøy tetthet.

annonse


Mens telefoner og bærbare datamaskiner er avhengige av elektrisitet for å behandle og midlertidig lagre informasjon, er langvarig datalagring fortsatt i stor grad oppnådd via magnetisme. Skiver belagt med magnetisk materiale er lokalisert (f.eks. Nord eller sør for å representere "1" og "0"), og hver uavhengig magnet kan brukes til å lagre en enkelt bit av informasjon. Imidlertid er denne informasjonen ikke direkte koblet til halvledere som brukes til å behandle informasjon. Å ha et magnetisk materiale som kan lagre og behandle informasjon, vil muliggjøre nye former for hybrid lagring og prosessering.

Et slikt materiale er opprettet av Pitt-forskerholdet ledet av Jeremy Levy, en kjennetegnet professor i kondensert materiefysikk i Pitts Kenneth P. Dietrich kunst- og vitenskapsskole og direktør for Pittsburgh Quantum Institute.

Levy, andre forskere ved Pitt, og kollegaer ved University of Wisconsin-Madison publiserte i dag sitt arbeid i Nature Communications, og uthevet deres oppdagelse av en form for magnetisme som kan stabiliseres med elektriske felt i stedet for magnetfelt. Arbeide med et materiale dannet av et tykt lag av ett oksyd-strontiumtitanat - og et tynt lag av et annet materiale - lantanaluminat - disse forskerne har funnet ut at grensesnittet mellom disse materialene kan utvise magnetisk atferd som er stabil ved romtemperatur. Grensesnittet utfører normalt, men ved å "jage" bort elektronene med en påført spenning (tilsvarende to AA-batterier), blir materialet isolerende og magnetisk. De magnetiske egenskapene blir detektert ved hjelp av "magnetisk kraftmikroskopi", en avbildningsteknikk som skanner en liten magnet over materialet for å måle den relative tiltrengningen eller frastøtningen fra det magnetiske lag.

De nylig oppdagede magnetiske egenskapene kommer på hælene i en tidligere oppfinnelse av Levy, såkalt "Etch-a-Sketch Nanoelectronics" som involverer det samme materialet. Oppdagelsen av magnetiske egenskaper kan nå kombineres med ultra-små transistorer, terahertz-detektorer og enkelt-elektronenheter som tidligere er vist.

"Dette arbeidet er faktisk veldig lovende og kan føre til en ny type magnetisk lagring, " sier Stuart Wolf, leder av nanoSTAR Institute ved University of Virginia. Selv om det ikke er en forfatter på dette papiret, er Wolf allment ansett som en pioner innen spintronics.

"Magnetiske materialer har en tendens til å reagere på magnetfelter og er ikke så følsomme for elektriske påvirkninger, " sier Levy. "Det vi har oppdaget er at en ny familie av oksidbaserte materialer helt kan endre sin oppførsel basert på elektrisk inngang."

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av University of Pittsburgh . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Feng Bi, Mengchen Huang, Sangwoo Ryu, Hyungwoo Lee, Chung-Wung Bark, Chang-Beom Eom, Patrick Irvin, Jeremy Levy. Romtemperatur elektronisk styrt ferromagnetisme ved LaAlO3 / SrTiO3-grensesnittet . Naturkommunikasjon, 2014; 5: 5019 DOI: 10, 1038 / ncomms6019