دستگاه های Spintronic گزینه های جذابی برای تراشه های رایج رایانه ها هستند که این دستگاه ها ذخیره اطلاعات دیجیتال را فراهم می کنند و بسیار کم مصرف هستند. این دستگاه ها با حافظه مغناطیسی در مقایسه با تراشه های الکترونیکی معمولی ، هنوز با سرعت نسبتاً پایین کار می کنند.
در ادامه با نبض دیجیتال همراه شوید.
در مقاله ای که در ژورنال Nature Electronics منتشر شده است یک تیم بین المللی از محققان ، تکنیک جدیدی را برای سوئیچینگ مغناطیس مطرح کرده اند که تقریباً 100 برابر سریعتر از پیشرفته ترین حالت است. این پیشرفت می تواند به توسعه حافظه مغناطیسی سریع برای تراشه های رایانه منجر شود که حتی در صورت عدم وجود انرژی ، داده ها را در خود نگه دارد.
در این تحقیق ، محققان با استفاده از پالس های الکتریکی بسیار کوتاه 6 پیکو ثانیه ای برای تغییر مغناطیسی یک لایه نازک در یک دستگاه مغناطیسی با بازده انرژی زیاد انجام دادند.
در تراشه های رایج رایانه ، داده های باینری 0 و 1 به عنوان حالت های “روشن” یا “خاموش” ترانزیستورهای سیلیکونی منفرد ذخیره می شوند. در حافظه مغناطیسی ، همین اطلاعات را می توان به عنوان قطب های مخالف مغناطیسی ذخیره کرد ، که معمولاً به عنوان حالت های “بالا” یا “پایین” در نظر گرفته می شوند. این حافظه مغناطیسی پایه ای برای حافظه هارد دیسک مغناطیسی است.
یکی از ویژگی های اصلی حافظه مغناطیسی “غیر فرار” بودن داده ها است ، به این معنی که اطلاعات حتی در صورت عدم استفاده از توان الکتریکی حفظ می شوند.
گورچون گفت: ادغام مستقیم حافظه مغناطیسی در تراشه های رایانه یک هدف طولانی مدت بوده است و این اجازه را می دهد تا داده های محلی روی تراشه در هنگام خاموش شدن حفظ شوند و دسترسی به اطلاعات را با سرعت بیشتری امکان پذیر کند.
پتانسیل دستگاه های مغناطیسی برای ادغام با الکترونیک در زمینه اسپینترونیک مورد بررسی قرار می گیرد که در آن دستگاه های ریز مغناطیسی توسط مدارهای الکترونیکی معمولی کنترل می شوند و همه روی یک تراشه هستند.
پیشرفته ترین Spintronic با دستگاه گشتاور چرخشی انجام می شود. در چنین دستگاهی ، منطقه کوچکی از یک فریم مغناطیسی (یک بیت مغناطیسی) در بالای یک سیم فلزی رسوب می کند. جریانی که از طریق سیم جریان دارد منجر به جریان الکترونها با گشتاور مغناطیسی می شود که چرخش نیز نامیده می شود. یک گشتاور مغناطیسی – به نام گشتاور مدار چرخش – بر روی بیت مغناطیسی اعمال می شود. گشتاور چرخش می تواند قطبیت بیت مغناطیسی را تغییر دهد.
دستگاه های پیشرفته گشتاور مدار چرخشی را برای تغییر بیت مغناطیسی به پالس های فعلی حداقل یک نانو ثانیه نیاز دارند. این منجر به محدود شدن سرعت مدار کلی توسط سرعت سوئیچینگ مغناطیسی کند می شود.
در این مطالعه ، محققان پالس های جریان الکتریکی به طول 6 پیکو ثانیه را در امتداد یک خط انتقال به یک بیت مغناطیسی مبتنی بر کبالت پرتاب کردند. سپس نشان داده شد که مغناطس کمی از کبالت توسط مکانیسم گشتاور چرخش در مدار ایجاد شد.
در حالی که گرمایش توسط جریان های الکتریکی در بیشتر دستگاه های مدرن یک مشکل است ، محققان خاطرنشان می کنند ، در این آزمایش ، گرمایش فوق سریع به برگشت مغناطیسی کمک می کند.
بوکور گفت: بهره وری بالای انرژی این فرآیند سوئیچینگ مغناطیسی جدید و سریع ، با استقبال زیاد همراه بود. چنین دستگاه Spintronic با سرعت بالا و کم مصرف به طور بالقوه می تواند محدودیت های عملکرد سیستم های حافظه سطح پردازنده فعلی را برطرف کند و همچنین می تواند برای کاربردهای منطقی در زمینه ذخیره اطلاعات مورد استفاده قرار گیرد.
روش های آزمایشی مورد استفاده محققان نیز روش جدیدی را برای تحریک و بررسی پدیده های Spintronic در مقیاس های زمان بسیار سریع ارائه می دهد ، که می تواند به درک بهتر فیزیک اساسی در پدیده هایی مانند گشتاور چرخش مدار کمک کند.
بیشتر بخوانید:
- تراشه های ضد اشعه و قابل تعمیر برای ساخت لوازم الکترونیکی بادوام
- تراشه سیلیکون A14X اپل به iPad Pro و MacBook با نمایشگر 12 اینچی می آید
- ساخت هوش مصنوعی انسانی بصورت تراشه در مغز که توانایی خواندن دارد
منبع: techxplore
