Классические компьютеры потребляют огромное количество энергии для вычислений и хранения данных и выделяют много тепла. В поисках более эффективной альтернативы ученые начали разрабатывать магнитные спинтронные устройства. Им нужно относительно мало электроэнергии и они практически не нагреваются, пишет MIT News.

В основе спинтронных устройств лежат спиновые волны — квантовые свойства электронов — в магнитных материалах с решетчатой структурой. Модулирование свойств спиновой волны позволяет получить измеримый результат, который можно использовать для вычислений. До сих пор управление спиновыми волнами требовало подачи электрического тока и громоздких компонентов, которые создают помехи и практически сводят на нет все преимущества технологии.

Специалисты MIT разработали новую архитектуру схемы, в которой для модулирования проходящей спиновой волны используется доменная стенка только нанометровой ширины в слоистых нанопленках магнитного материала. Никаких дополнительных компонентов или электрического тока не требуется.

Эта спиновая волна может, при необходимости, применяться для управления положением стенки. Это обеспечивает точный контроль над двумя меняющимися состояниями волны, соответствующими единице и нулю классических компьютеров.

В будущем пары спиновых волн можно будет направлять в схемы через двойные каналы, модулировать для различных целей и комбинировать для получения измеримой квантовой интерференции — наподобие того, как интерференция фотонных волн применяется для квантовых компьютеров. Исследователи предполагают, что такие спинтронные устройства смогут выполнять задачи высокой сложности, с которыми не справляются современные компьютеры.

Недавно прорыв в спинтронике совершили голландские ученые. Они сконструировали двумерный спиновый полевой транзистор на основе графена. В нем спиновые токи генерируются электричеством без использования ферромагнетиков.