Конец эпохи перегрева: физики создали идеальную основу для «холодных» процессоров

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Новость | Наука и космос

Пока производители кремниевых чипов борются за каждый нанометр техпроцесса, фундаментальная наука готовит почву для электроники следующего поколения. Ученые из Китайской академии наук (IMR CAS) сообщили о достижении «Святого Грааля» спинтроники. Им удалось получить практически идеальную эффективность преобразования электрического заряда в спин — показатель достиг теоретического квантового предела в 100%. Результаты исследования опубликованы 16 декабря в престижном журнале Physical Review Letters.

Главное обещание новой технологии — «холодные» вычисления без потери энергии на нагрев.
Автор: aistudio.google.com Источник: aistudio.google.com

Главный тормоз современной электроники — тепло. Когда электроны движутся по проводам, они сталкиваются с атомами, нагревая процессор. Спинтроника предлагает альтернативу: передавать информацию не перемещением заряда, а с помощью спина (собственного момента импульса) электрона. Это сулит создание «холодных» процессоров и сверхбыстрой памяти. Однако до сих пор эффективность такой конверсии (CSE) была низкой: сигнал затухал слишком быстро или требовал огромных энергозатрат.

Китайские исследователи предложили решение через так называемую «инженерию геометрии поверхности Ферми». Они использовали альтермагнетики — особый класс материалов, который сочетает свойства обычных магнитов и антиферромагнетиков.

Модель показывает, как изменение геометрии поверхности (от Case 1 к Case 3) позволяет достичь 100% эффективности конверсии.
Автор: MR, Chinese Academy of Sciences Источник: english.cas.cn

В качестве опытного образца был выбран селенид калия-ванадия (KV₂O₂Se). Расчеты показали, что благодаря уникальной плоской форме поверхности Ферми в этом кристалле, спиновый ток не встречает привычного сопротивления. В точке зарядовой нейтральности эффективность конверсии составила 78%, а при небольшом легировании электронами она взлетела до рекордных 98%.

Для сравнения: предыдущий «чемпион» среди материалов, диоксид рутения (RuO₂), показывает эффективность в два раза ниже. Новый материал оказался не только эффективным, но и удивительно устойчивым к температурным колебаниям и дефектам структуры, что критически важно для реального производства.

Сравнение эффективности (CSE). Новый материал (зеленый столбец) достигает теоретического предела.
Автор: IMR, Chinese Academy of Sciences Источник: english.cas.cn

По сути, ученые нашли способ создать «сверхпроводник» для спинового тока при комнатной температуре. Если KV₂O₂Se удастся интегрировать в производственные цепочки, мы получим устройства памяти и логики, которые работают на порядки быстрее нынешних и практически не потребляют энергию в режиме ожидания.

Источник: english.cas.cn

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
О разном интересном.

5 комментариев

Добавить комментарий

e
Пару лет будут подтверждать эффект. потом ещё пару изучать варианты промышленного внедрения и лет 5 внедрять.
кто-то и не доживет
U
Кому жить осталось 9 лет вряд ли будут об этом беспокоиться. Там либо старик, либо какой-нибудь смертельно больной.
Yoghuk_ABV
Либо статья состоит из чуши. Как в данном случае.
s
Так боль не в передаче, боль в переключении.
Журналист опять не привился...
ПС. и передаются не электроны, передаётся электрическое поле (со скоростью света, ага)

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Обзор блока питания Robiton TC45 – честные 45 Вт или нет

С универсальными блоками питания ситуация немного спорная. С одной стороны, идея простая: один адаптер под разные устройства с Type-C, без привязки к конкретному бренду. С другой, на практике такие...

Математика обратного времени: где во Вселенной гравитация идет против законов термодинамики

Когда звезда исчерпывает запасы ядерного топлива, поддерживавшего внутреннее давление, она теряет способность противостоять собственной гравитации. Начинается процесс гравитационного...

Инструкция по посадке картофеля: исправляем ошибки в лунке, которые лишают урожая

Забудьте про приметы: картофелю нужны +10°C на глубине 10 см. Рассказываю, как проверить влажность почвы и не загубить урожай в момент посадки. Инструкция для тех, кто устал от "ведро на ведро".

Обзор клавиатуры с магнитными свитчами Attack Shark R82 HE, а также какие отличия от модели в белом исполнении

Механические клавиатуры с магнитными переключателями постепенно перестают быть нишевым решением для энтузиастов и всё чаще появляются в доступном сегменте. Одним из таких примеров стала Attack...

Обзор PocketBook InkPad One: 10-дюймового алюминиевого ридера-блокнота со стилусом за 30 тысяч рублей

2026 год компания PocketBook решила начать с необычного ридера InkPad One. Это так называемый ридер-блокнот – со стилусом в комплекте. Я использовал устройство две недели и поделюсь впечатлениями.

Как обмануть теорию вероятностей с помощью 3D принтера: обзор трёх способов разбалансировки игральных кубиков

Придумал чит для настолок — 3D-печать «заряженных» игральных костей со смещённым центром масс. Такие игральные кости пригодятся в случае, если вы хотите кого-то удивить, показать фокус...