Новый 2D-материал сократит энергопотребление чипов памяти в 10 раз

Исследователи из Технологического университета Чалмерса (Швеция) совершили прорыв, который может коренным образом изменить подход к созданию энергоэффективной памяти. Они открыли атомарно тонкий материал, в котором одновременно сосуществуют два противоположных магнитных состояния. Это позволяет в 10 раз сократить энергопотребление запоминающих устройств.

Новое поколение сверхэффективной и надежной памяти, созданное на основе этого материала, найдет применение в системах искусственного интеллекта, мобильных технологиях и передовых системах обработки данных. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Advanced Materials.

Потребление энергии цифровыми технологиями растет экспоненциально, и, по прогнозам, через несколько десятилетий на их долю будет приходиться почти 30% мирового энергопотребления. Это заставляет ученых искать принципиально новые решения.

«Обнаружение сосуществования магнитных порядков в одном тонком материале — это прорыв. Его свойства делают его исключительно подходящим для разработки сверхэффективных чипов памяти», — говорит доктор Бинг Чжао, ведущий автор исследования.

Материал объединяет ферромагнетизм (электроны выстроены в одном направлении, создавая внешнее магнитное поле) и антиферромагнетизм (электроны с противоположными спинами компенсируют друг друга). Ранее совместить эти два состояния можно было только путем сложного послойного нанесения разных материалов.

«В отличие от сложных многослойных систем, нам удалось интегрировать обе магнитные силы в единую двумерную кристаллическую структуру. Это как идеально собранная магнитная система», — поясняет профессор Сародж П. Даш, руководитель проекта.

Ключевое преимущество материала — «наклонная» магнитная ориентация, которая позволяет быстро переключать направление электронов без необходимости использования энергоемких внешних магнитных полей. Это и обеспечивает 10-кратное снижение энергопотребления. Кроме того, новый материал проще в производстве и надежнее многослойных аналогов.