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磁体的微小倾斜使它们成为可行的存储芯片

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-11-08  浏览次数:24
核心提示:这张从计算机模拟中拍摄的图像显示,纳米磁体以不同角度倾斜,白色区域表明倾斜角度更大。研究人员发现,即使是2度的小倾斜也会

这张从计算机模拟中拍摄的图像显示,纳米磁体以不同角度倾斜,白色区域表明倾斜角度更大。研究人员发现,即使是2度的小倾斜也会促进磁开关。

 

加州大学伯克利分校的研究人员发现了一种新的方法来转换纳米磁体的极化,为高密度存储从硬盘转移到集成电路铺平了道路。


这一进展将于8月3日(周一)发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)上。这一进展可能会导致计算机在瞬间启动,运行速度快得多,耗电也少得多。


由电气工程和计算机科学副教授Sayeef Salahuddin领导的研究小组发现,磁体的轻微倾斜使得在没有外部磁场的情况下很容易切换。这为存储系统打开了大门,该系统可以装入微处理器,这是朝着减少现代电子产品能量耗散的目标迈出的重要一步。


Salahuddin说:“为了减少功耗并提高速度,我们希望能够制造出一种包含内存的计算机芯片,这样它就能接近计算动作。”“然而,创造长期存储所需的物理学与集成电路不兼容。”


在没有外部磁场的情况下,在磁体中产生和切换极性一直是自旋电子学领域的一个重点。产生磁场需要能量和空间,这就是为什么磁体还没有集成到计算机芯片上。


相反,有单独的系统用于长期磁记忆。其中包括存储数据的计算机硬盘驱动器,以及中央处理器(CPU)集成电路上的各种随机存取存储器(RAM),在中央处理器上执行计算和逻辑操作。


计算中使用的大部分能量用于将数据从一种存储器转移到另一种存储器上。这样做很快就会消耗更多的能量并产生更多的热量。


在过去的研究中,Salahuddin和他的同事发现,在没有外部磁场的情况下,引导电流通过稀有金属钽会在磁铁中产生极性。但战斗并没有结束。

 

在芯片上放置足够数量的纳米磁体意味着要使它们垂直排列,但这种垂直方向抵消了钽的开关效应。


Salahuddin说:“我们发现通过倾斜磁体——仅仅2度就足够了——你不用外部磁场就能得到高密度磁开关的所有好处。”


 
 
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