Челябинские ученые нашли ключ к созданию «иных» процессоров

Дзен

Повысить производительность компьютеров за счет создания микросхем, использующих квантовые свойства электронов, может разработка нового сплава, предложенная учеными ЧелГУ. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Magnetism and Magnetic Materials.Современные компьютеры приближаются к пределу своих возможностей, считают исследователи Челябинского государственного университета (ЧелГУ). Вычислительной технике уже тяжело даются задачи, с которыми справляется человеческий мозг: мгновенное распознавание лиц, понимание сложной речи или прогнозирование непредсказуемых событий. Требуются принципиально новые решения.Российские ученые создали новый материал для гибкой электроники«»Одним из наиболее перспективных направлений, способных решить эту проблему, считается спинтроника. В отличие от традиционной электроники, где основой является заряд электрона, в устройствах спинтроники ключевую роль играет спин — врожденное квантовое свойство электрона, определяющее его магнитные свойства», — сообщила доцент кафедры радиофизики и электроники ЧелГУ Оксана Павлухина.По ее словам, если представить традиционный компьютер как систему водопроводных труб, где информация — это поток воды (электрический заряд), то спинтроника работает с «вращением» каждой отдельной молекулы воды (спином электрона). Использование такого подхода позволяет создавать вычислительные устройства, которые работают значительно быстрее и при этом потребляют меньше энергии.Однако ключевым требованием для создания таких устройств является использование специальных материалов с высоким уровнем спиновой поляризации. Этот показатель определяет, сколько электронов в материале ориентированы в одном направлении, что напрямую влияет на эффективность и стабильность работы потенциального прибора, объяснили исследователи.Ученые обнаружили новое явление для квантовых технологийВ поиске таких материалов специалисты вуза сосредоточились на перспективном классе соединений — сплавах Гейслера, известных своими особыми магнитными свойствами. Они выбрали трехкомпонентные сплавы Гейслера с низкими значениями спиновой поляризации, не имеющие перспектив применения в спинтронике, и изучили возможность создания на их основе четырехкомпонентных сплавов с улучшенными свойствами.С помощью теории функционала плотности ученым удалось получить новые сплавы с высокими значениями спиновой поляризации. «Наши расчеты показали, что сплав, где частично смешаны галлий и мышьяк, проявляет устойчивое полуметаллическое поведение со стопроцентной спиновой поляризацией», — прокомментировала Павлухина.Ученые приблизились к созданию космической электроники нового поколенияЭто фундаментальное исследование позволяет понять, как целенаправленно менять состав сплавов для придания им необходимых свойств. В дальнейшем ученые планируют продолжать поиск сплавов, перспективных для конструирования устройств спинтроники.Работа выполнена при финансовой поддержке государственного задания №075-00186-25-00.