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创新的方法使研究人员可以控制磁力 从而带来更好的低功耗技术

美国研究人员宣布在操纵微芯片的磁性方面取得了突破。他们的新方法可以解决长期存在的物理问题,这些问题阻碍了计算,内存和传感器技术的急需发展。

在麻省理工学院和布鲁克海文国家实验室(布鲁克海文)之间的联合研究中,研究人员展示了他们如何仅需一点点电就可以改变非常薄的材料的磁性能。此外,即使在切断电压之后,该材料仍保持其磁取向的变化。

相反,典型的存储芯片需要恒定的电源。否则,硅材料将恢复到其基本状态,擦除其中存储的所有重要数据。

硅微芯片在平衡性能和功耗方面几乎处于其物理极限的顶峰。常规的计算机芯片如果要运行得更快,将需要使用更多的功率。(相关:您的计算机中是否装有“英特尔内部”?如果这样,则您可能会面临风险:英特尔处理器的重大缺陷使其容易受到黑客的攻击。)

一种几乎立即改变自旋电子器件磁性的新方法

研究人员认为,自旋电子学可以将计算机芯片推过其物理平台。自旋电子器件不使用电荷,而是依靠电子的“自旋”特性来保持其磁性。

自旋电子计算机芯片比传统的硅芯片耗电少得多。它们产生的热量也少得多。这些特性使自旋电子器件非常适合小型设备。

使用自旋电子技术存在弊端。最大的问题是,与仅需要微小电压火花的硅微芯片相比,改变自旋电子器件的磁性能的过程要困难得多,也要慢得多。

早期为提高自旋电子器件的速度和操作便利性所做的努力是使用类似电容器的设备为电子充电。另一种技术是使用氧离子代替电子。

两种方法都不是特别有效。事实证明,电容器在改变自旋电子器件的磁性能方面效率很低。同时,添加和去除氧离子将在短短几个周期后损坏晶体结构。

Spintronic计算机芯片有一天可能会用于低功耗智能设备

麻省理工学院的布鲁克哈芬分校研究小组探索了一种氧离子的替代方法。他们使用了更小的氢离子,它们可以更快,更轻松地通过自旋电子器件。

离子的小尺寸可防止对微妙的晶体结构造成任何物理损坏。氢也可以穿透金属层,从而停止氧气。因此,前一种元素的离子形式可以更深地进入自旋电子器件中,以改变层的磁性。

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