Создан новый тип полупроводниковых устройств на основе альтермагнетиков

Фото из открытых источников

Исследовательский коллектив из Национального института науки и технологий Ульсана (UNIST) объявил об успешной разработке инновационного полупроводникового устройства, в создании которого использован класс материалов под названием альтермагнетики. Новинка способна заметно ускорить создание сверхбыстрых и энергоэффективных чипов для искусственного интеллекта.

Работу курировал профессор Чжун-Ву Ю с факультета материаловедения и инженерии и профессор Чангхи Сон с физического факультета UNIST. Командой были созданы магнитные туннельные переходы (MTJ) на основе альтермагнитного оксида рутения (RuO2), что позволило измерить практический уровень туннельного магнитосопротивления (TMR) в данных устройствах, подтвердив их пригодность для спинтронных применений. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Магнитные туннельные переходы – это ключевые компоненты устройств магнитной оперативной памяти (MRAM). Их достоинствами являются энергонезависимость и низкое энергопотребление, но их широкому внедрению мешает зависимость от ферромагнитных материалов, которые требуют больших объёмов энергии для изменения спина, имеют ограниченную скорость переключения и чувствительны к внешним магнитным полям.

Учёными разработано устройство на базе альтермагнитных материалов, способных хранить информацию с помощью спина электронов, что делает их менее чувствительными к внешним магнитным полям, обеспечивая сверхбыстрое переключение.

В этом исследовании командой был использован альтермагнетик RuO2. Экспериментаторы синтезировали тонкие плёнки RuO2 с атомарной точностью в высоком вакууме и создали MTJ, чередуя изолирующие и ферромагнитные слои. Когда менялась магнитная ориентация ферромагнитного слоя, то происходило и изменение TMR, а это экспериментально подтвердило потенциал устройства как элемента магнитной памяти. Команда продолжает работу по увеличению величины эффектов TMR в будущих конструкциях устройств.