Ученые научились манипулировать спином электрона при комнатной температуре // 13 Декабря 2012

Ученые из Нидерландов еще на один шаг приблизились к созданию компьютерного чипа, который позволит следующему поколению компьютеров использовать для манипуляций с данными не электрический заряд электрона, а его квантовую характеристику под названием «спин». В результате компьютеры завтрашнего дня будут потреблять гораздо меньше энергии, чем современные устройства.

Основная проблема кремниевых компонентов, которые представляют собой фундамент современной компьютерной индустрии, заключается в том, что при непрерывной миниатюризации эти устройства требуют все большего количества энергии для перемещения электронов, представляющих «нули» и «единицы».

Наука под названием спинтроника предлагает альтернативное решение указанной проблемы. По мнению ученых, для представления информации в виде двоичного кода может использоваться другая характеристика заряженных частиц - спин электрона. Это достаточно доступный способ представления одного из двух квантовомеханических состояний, в котором может пребывать электрон.

Проблема заключается в том, что исследователи должны научиться манипулировать со спином и переносить электроны с магнитного материала на полупроводник с сохранением этой характеристики.

Большое количество лабораторных опытов показало, что для манипуляций со спином пригоден широкий спектр материалов, включая интересующий производителей электронных компонентов кремний. Однако все перечисленные эксперименты проводились при экстремально низких температурах. Исследователям из нидерландского University of Twente под руководством Рона Янсена (Ron Jansen) удалось установить новый рекорд, продемонстрировав манипуляции со спинами электронов в кремнии при комнатной температуре.

Основная задача, стоящая перед Янсеном и его коллегами, заключалась в проектировании эффективного интерфейса, допускающего перенос электронов с магнитного материала на кремний с сохранением заданной поляризации «спина».

«Можно считать, что мы еще на несколько шагов приблизились к моменту создания технологии, пригодной для практического использования, - сообщил Рон Янсен обозревателям BBC, - Следующим этапом станет разработка электронных микросхем и наглядная демонстрация их преимуществ по сравнению с существующими полупроводниковыми компонентами».

По материалам BBC.