Лого Сделано у нас
88

Российские ученые совершили прорыв в создании материалов для кремниевой спинтроники

Исследователям из лаборатории новых элементов наноэлектроники Курчатовского центра НБИКС-технологий впервые в мире удалось синтезировать монокристаллические эпитаксиальные пленки EuO непосредственно на кремнии и определить их структурные, электронные и магнитные свойства. Результаты работы, поддержанной грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Journal of Materials Chemistry C.

До недавнего времени последовательное улучшение характеристик и уменьшение стоимости приборов микроэлектроники достигалось в согласии с законом Мура. Количество транзисторов в интегральных схемах удваивалось каждые два года, пропорционально росла и рабочая частота.

Однако миниатюризация элементов микросхем ведет к тому, что в силу различных фундаментальных физических ограничений перестают работать принципы, положенные в основу действия устройств на основе кремния. В 2003 году закон Мура дал первый сбой, в том году согласно прогнозам аналитического отдела INTEL транзисторы должны были функционировать на частоте 4 ГГц, а к 2007 году на 10 ГГц, но до сих пор процессоры работают на частотах не превышающих 3.2 ГГц.

Чтобы преодолеть этот физический барьер, во всем мире разрабатывают технологии спинтроники, для которых нужно эпитаксиально соединять кремний с ферромагнитным полупроводником. Это означает, что кристаллы полупроводника нужно выращивать непосредственно на кристаллах кремния. Так получаются так называемые эпитаксиальные спиновые контакты.

Один из лучших кандидатов на «верхний» слой «спинтронного бутерброда» — оксид европия. EuO — единственный магнитный бинарный оксидный полупроводник, который может быть термодинамически стабильным в контакте с кремнием. Материал обладает такими важными для спинтроники характеристиками, как стопроцентная поляризация по спину, демонстрирует гигантское магнетосопротивление, а также переход изолятор-металл.

Тем не менее, интегрировать пленки оксида европия с кремниевой подложкой очень сложно: кристаллическая решетка его не совпадает с кристаллической решеткой кремния, кроме этого на начальном этапе роста пленки параллельно с EuO образуются и другие оксиды, а также силициды, что сильно снижает характеристики интерфейса.

«Эти сложности не позволили создание эпитаксиальных спиновых контактов к кремнию до 2016 года, несмотря на значительные усилия более, чем двух десятков экспериментальных групп в Европе, США и Японии, а также существенные материальные инвестиции. Однако нашей группе впервые в мире удалось синтезировать монокристаллические эпитаксиальные пленки EuO непосредственно на кремнии и определить их структурные, электронные и магнитные свойства. Полученные результаты открывают широкие перспективы создания спиновых инжекторов и спиновых транзисторов — элементной базы кремниевой спинтроники», — говорит Сторчак.

Результаты работы по проекту ученые представили в серии статей, вышедших в авторитетных научных журналах, в том числе, Scientific Reports, Nanotechnology, Nanoscale, Applied Materials&Interfaces.

Читайте также...

Вступайте в наши группы и добавляйте нас в друзья :)

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен и сделайте вашу ленту объективнее!
  • 0
    Дмитрий Жуков Дмитрий Жуков
    02.01.1704:26:54

    Товарищи, а на каком языке статья? Междометия и глаголы, вроде, на русском.

  • 4
    Alex Hramov Alex Hramov
    02.01.1706:34:30

    Я так понимаю это задел для создания новых мощных процессоров, надеюсь технологию не просто продадут!!!

    • 1
      Нет аватара elron
      02.01.1707:01:16

      не совсем так --- микроэлектроника жутко консервативная отрасль. процессоры на основе этого вот научного достижения будут (если будут) в лучшем случае лет через 20.

      • 1
        Alex Hramov Alex Hramov
        02.01.1707:20:13

        Ну так же если это прорывное открытие, я думаю найдутся люди которые форсируют развитие этой темы, хотя бы военные,им не помешают мощные процессоры на своей архитектуре!!!

        • 3
          Сергей Пышненко
          02.01.1707:32:27

          Военным пока хватает и 90 нанометров. Но прорыв зделан, и далее нужно заниматься практическими делами, делать свой компьютер, на основе этого прорыва.

          Отредактировано: Сергей Пышненко~08:33 02.01.17
          • 0
            Александр Забелин Александр Забелин
            07.01.1702:23:18

            Современных процессоров за глаза хватает для рабочих станций и игрушек. Налицо специально написанные современные программы с завышенными системными требованиями. Half Life(3d игра) прекрасно работал на Р166Мгц, а сейчас плоская Монтесума требует Р4. Это чтобы мы каждые два года новые компы покупали. Не сочтите за конспирологию, это факт. А вообще исследования проводить конечно нужно.

  • -4
    Нет аватара alex2368
    02.01.1708:36:32

    Странное утверждение что частота работы процессоров не превышает 3.2 ГГц. У меня i7 4770K работает на частоте 4.3 ГГц и холодный у сына какой-то 8 ядерный AMD работает по умолчанию на такой же частоте 4,3. У всех знакомых процессоры работают на частотах за 4 ГГц. Статью писали лет 10 назад чтоли?

    • -1
      Нет аватара Maggey
      02.01.1709:42:57

      Читайте внимательно. В статье не утверждается, а говорится про закон Мура. Если в 2007 у процессоров должна была быть частота 10 Ггц, то сейчас в 2016 уже должна 80 Ггц, то есть закон Мура не работает. Найдите мне хотя бы один проц с частотой 10 Ггц.

      • 1
        VV Axntv VV Axntv
        02.01.1717:19:02

        Закон Мура вообще не про частоту.

    • 0
      Нет аватара sarvizir
      02.01.1714:22:11

      работает на частоте 4.3 ГГц и холодный

      Ничего себе «холодный»! Я запускаю задачи для ANSYS — греется очень сильно. Вентиляторами забит весь ящик, и работают при этом вовсю. Вот так холодный…

    • 1
      Михаил Усоцкий Михаил Усоцкий
      02.01.1719:37:15

      i7 4770K работает на частоте 4.3 ГГц и холодный

      Вообще-то процессор меняет частоту в зависимости от загруженности задач. Если загрузить на максимум, то будет греться.

  • -1
    Нет аватара alex2368
    02.01.1709:12:40

    В позапрошлом году была разгромная телепередача про спинтронику о её якобы лженаучности приводились её отцы с купленными дипломами и лжетрудами и т. д. и т. п. где же правда? Тоже самое было о реликтовых гоминидах что неандертальца придумали и череп составили из человеческого и обезьянего и приводили раскаяние открывателя. А в прессе и научных трудах продолжается обсуждение и изучение к примеру неандертальцев и дескать уже найденные останки переваливают за сотни. Кому верить что читать?!

    • -1
      Нет аватара Maggey
      02.01.1709:36:02

      Ну как видим касательно спинтроники это оказалось ложью. Введение противника в заблуждение никто не отменял.

    • 0
      Нет аватара sarvizir
      02.01.1714:22:54

      Верить — это вам в церковь. А тут немного разобраться надо.

    • 1
      VV Axntv VV Axntv
      02.01.1717:30:58

      Вы что-то не то слышали.

      За одно из явлений, изучаемых спинтроникой, дана нобелевка и уже более 20 лет все головки жёстких дисков работают на эффекте гигантского магнитосопротивления.

Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,