Исследователи находят решение проблемы перегрева мобильных телефонов

Команда исследователей из Национального университета Сингапура разработала революционный способ кодирования вычислительной информации без использования электрического тока.

В глобальном масштабе это может привести к созданию более быстрых технологических устройств, которые могли бы эффективно использовать энергию без перегрева.

Устройство на основе крутящего момента магнона

Будущие устройства на основе крутящего момента магнонов, могут позволить создать более быстрые электронные устройства, которые требуют меньше энергии и не перегреваются. Современная компьютерная память кодирует информацию, переключая магнитные биты внутри устройств. Теперь новаторское исследование, проведенное учеными из кафедры электротехники и вычислительной техники в Национальном университете Сингапура, нашло новый эффективный способ использования «спиновых волн» для переключения намагниченности при комнатной температуре для более энергоэффективной спиновой памяти и логических устройств.

Обычные электронные чипы страдают от значительного «джоулева тепла», которое возникает из-за протекания электрического тока, создающего высокие температуры. Это вызвано быстрым движением и частыми столкновениями между движущимися зарядами внутри устройств. Эта серьезная проблема не только вызывает значительное рассеяние энергии, но также ограничивает скорость работы микросхем и ограничивает количество микросхем, которые могут быть встроены в устройства.

«Мы всегда сталкиваемся с такими проблемами и неудобствами при использовании наших телефонов, компьютеров и других электронных устройств. Мы часто обнаруживаем, что эти устройства становятся «горячими» и «тормозят», более того, нам нужно часто заряжать их и иногда приходиться брать с собой другое портативное зарядное устройство», - объяснил профессор Янг Хёнсоо, руководитель группы исследования.

Поэтому вместо того, чтобы применять стандартные методы инжекции электронов, используемые в традиционной электронике, команда профессора Янга творчески использовала «спиновые волны» для переключения намагниченности. Спиновые волны являются распространяющимися нарушениями в упорядочении магнитных материалов, и с точки зрения квазичастиц спиновые волны известны как «магноны».

Команда создала двухслойную систему, состоящую из антиферромагнитного транспортного канала магнонов и топологического источника спина изолятора. Впервые в мире они успешно продемонстрировали переключение намагниченности с помощью спиновой волны в соседнем ферромагнитном слое с высокой эффективностью при комнатной температуре.

Новая схема переключения, основанная на спиновых волнах, позволяет избежать движущихся зарядов. Следовательно, для устройств можно ожидать гораздо меньшего джоулева рассеяния тепла и мощности. Развитие коммутации на основе спиновых волн может открыть новый путь для энергоэффективных чипов.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Science

«Наша работа показывает, что крутящего момента магнона достаточно для переключения намагничивания при комнатной температуре. Эффективность крутящего момента магнона сравнима с ранее достигнутой эффективностью электрического крутящего момента вращения. Мы полагаем, что он может быть значительно улучшен с помощью технических устройств, так что крутящий момент магнона станет более энергоэффективным», - сказал профессор Янг.

«Мы знаем, что электрический вращающий момент открыл эру для приложений спинтронных устройств, таких как магнитные запоминающие устройства с произвольным доступом (MRAM). Мы считаем, что наш доклад о новой схеме крутящего момента магнонов для намагничивания является идеей, изменяющей правила в спинтронике. Это оживит не только новую область исследований в области магноники, но и создаст практические устройства, управляемые магнонами», - заявил доктор Ван Йи.

Исследовательская группа продолжит разработку эффективности крутящих моментов магнонов и исследует все магноновые устройства без использования электрических частей. Кроме того, рабочая частота спиновых волн находится в терагерцовом диапазоне. Терагерцовые устройства могут передавать данные на значительно более высоких скоростях, чем это возможно в настоящее время. «Следовательно, устройства, основанные на крутящем моменте магнонов, позволят в будущем применять сверхвысокие скорости», - сказал профессор Янг. опубликовано econet.ru по материалам nanowerk.com

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet