Tokion yliopiston tutkijat ovat luoneet elektronisen piirirakenteen, jossa on laskennallisen logiikan ja muistipiirien tuleville sukupolville tärkeitä toimintoja ja kykyjä. Piirirakenteessa saavutettiin spin orbit torque (SOT) -vaihtokytkentä yhden kerroksen kohtisuoralla magnetisoinilla yksikiteisessä ferromagneetissa.
Se on tehonkäytöltään jopa kaksi suuruusluokkaa parempi kuin aikaisemmat yritykset luoda samantyyppinen komponentti. Uusi komponentti on ajateltu kehittyvälle spintroniikan alalle, jossa kyky magnetoida materiaali nopeasti ja tehokkaasti olisi omiaan.
Tokion yliopisto professori Masaaki Tanakan johdolla ohuesta ferromagneettisesta materiaalista luodun rakenteen magnetointi voidaan kääntää täysin hyvin pienillä virtatiheyksillä. Näin voitaisiin ratkaista magneettisen muistirakenteiden magnetoinnin vaihtoon tarvittavan suuren virrankulutuksen ongelma.
- Ferromagneettinen puolijohdemateriaalimme GaMnAs (gallium-mangaani-arsenidi) on ihanteellinen tähän tehtävään, koska se on laadukas yksittäinen kide, toteaa professori Tanaka.
Spintroniikan sovellukset kaipaavat myös uusia magneettisia materiaaleja, joilla on uusia ominaisuuksia. Olisi valtava etu, jos magneettisuus toteutuisi esimerkiksi kaksiulotteisissa materiaaleissa.
EPFL:n eli Lausannen polyteknisen korkeakoulun tutkijat ovat yllättäen löytäneet tällaisen magneettisuuden täysin kiteisestä PtSe2-materiaalista, vaikka se on perustaltaan ei-magneettinen. - Tämä on ensimmäinen kerta, kun tällaisissa 2D-materiaaleissa havaitaan vikakohdan aiheuttamaa magneettisuutta, toteaa tutkija Andras Kis.
PtSe2:n yhden kerroksen poistaminen tai lisääminen riittää muuttamaan tapaa, jolla spinit keskustelevat keskenään kerrosten välillä. Lisäksi sen magnetismia voidaan edelleen manipuloida asettamalla vikakohdat pintaan jopa saman kerroksen sisällä.
- Tällaiset erittäin ohuet metalliset magneetit voitaisiin integroida seuraavan sukupolven spin-transfer-torque -magneettisiin RAM-muisteihin, toteavat tutkijat.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 28.6.2019