Puolijohdefysiikan maailmassa tavoitteena on suunnitella tehokkaampia ja minimaalisempia tapoja hallita nollia ja ykkösiä. Uusi fysiikan ala, jota kutsutaan laaksotroniikaksi (valleytronic) hyödyntää elektronin ”laaksovapautta” datan tallentamisen ja logiikan sovelluksiin. Yksinkertaisesti kuvailtuna laaksot ovat elektronin suurin ja pienin energia kiteisessä kiinteässä aineessa. Menetelmällä ohjata elektroneja eri laaksoihin voitaisiin tuottaa erittäin tehokkaita piirejä.
Buffalon yliopiston johtamat kansainväliset fysiikan tutkijat ovat löytäneet uuden tavan jakaa energiatasot laaksojen välillä kaksiulotteisessa puolijohteessa. Avain löytöön on käyttää ferromagneettista yhdistettä vetämään laaksot erilleen ja säilyttää ne eri energiatasoissa. Tämä johtaa laaksoenergioiden erottamisen kasvuun tekijällä 10 eli enemmän kuin mikä on saatu käyttämällä ulkoista magneettikenttää.
Yleensä atomaarisen ohuissa puolijohteissa on kaksi laaksoa täsmälleen samalla energiatasolla. Ulkoisen magneettikentän avulla niille voidaan saada eroa, mutta siihenkin tarvittaisiin erittäin voimakas magneettikenttä. Eri energiatason omaavia laaksoja voidaan käyttää binääritietoja käsittelevinä kytkiminä erittäin vähäisillä energiamäärillä.
Buffalon yliopiston professori Hao Zeng ja hänen kollegansa loivat kaksikerroksisen heterorakenteen, jossa on 10 nanometrin paksuinen kalvo: magneettista EUS-materiaalia (europium-sulfidi) pohjalla ja yksi kerros WSe2:ta (volframi-diselenidi) päällä. Pohjakerroksen magneettikenttä saa aikaan energianlaaksojen erottumisen päällimmäisessä kerroksessa.
- Niin kauan kuin meillä on magneettista materiaalia siellä, laaksot pysyvät erillään toisistaan. Tämä tekee sen arvokkaaksi haihtumattomissa muistisovelluksissa, toteavat tutkijat yliopistonsa tiedotteessa.
Koe suoritettiin 7 Kelvinissä (-266,15 Celsius-asteessa), joten aivan jokapäiväiseen käyttöön prosessi ei vielä sovi. Tutkimus kuitenkin osoittaa, että idea on mahdollinen.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 18.5.2017
Kun verkkojen välisten yhdyskäytävien toteuttamisessa ollaan siirtymässä enenevässä määrin yhdessä tapahtuvaan reunalaskennan ja tekoälyn hyödyntämiseen, yksi järjestelmäkomponentti tahtoo jäädä turhan vähälle huomiolle: ihmisen ja koneen välisen rajapinnan toteuttava laite. Näin voi käydä esimerkiksi käytettäessä laitekehikkoja tai tietokonekoteloita järjestelmäarkkitehtuuriin kuuluvien edge-solmujen tekoälytoimintojen sijoituspaikkoina, kirjoittaa Advantech artikkelissaan.
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
