Использование магнетита в микропроцессорах - шаг к сверхскорости

Исследователи из отдела энергетики Национальной ускорительной лаборатории SLAC (США) открыли, что магнетит (натуральный магнитный минерал, самый магнитно активный из всех минералов на Земле) способен быстрее всех включать/выключать электричество, передает "Телеграф", со ссылкой на "Наноньюз".

Команда ученых использовала рентгеновский лазер источника когерентного света, получаемого с помощью линейного ускорителя, и обнаружила, что включение-выключение электрической энергии в образцах магнетита происходят за одну триллионную секунды – это в тысячи раз быстрее, чем в современных транзисторах.

По словам Рупали Кукреджа, ведущего автора исследования, специалиста по материаловедению из Стэнфордского университета, этот проект раскрыл так называемый "предел скорости" коммутации электрических цепей в этом материале.

Когда лазерный импульс ударил в образец, электронная структура была реорганизована в непроводящие "острова", окруженные сотнями квадриллионов электропроводящих участков.

Сначала ученые направили на материал оптический лазер, дробя электронную структуру материала на атомном уровне, и в результате образовывались "острова". Сразу после сверхъярких и сверхкоротких рентгеновских импульсов, производимых в равные отрезки времени, ученые измеряли, сколько времени потребовалось, чтобы материал перешел от непроводящего состояния к проводящему.

Затем образцы магнетита охлаждали до –190°C, что фиксировало произошедшее на молекулярном уровне. Последующие исследования проводились на гибридном материале, который проявляет способность сверхбыстрого переключения при комнатной температуре, что делает его более экономичным, в отличие от магнетита.

• На МКС доставили маленького робота Kirobo

Дальнейшие эксперименты должны помочь выявить другие соединения и методы быстрого включения/выключения электричества – для создания супертранзисторов.

Сейчас ведется глобальный поиск материалов, которые превзойдут современные полупроводниковые транзисторы. Рентгеновские лучи LCLS могут помочь глубже изучить процессы, которые происходят на атомном уровне, утверждает Херманн Дюрр, главный исследователь, старший научный сотрудник Института материалов и энергетики при Стэнфордском университете.

Данный эксперимент показывает, что, хотя свойства магнетита известны уже несколько тысячелетий, всех своих тайн он еще не раскрыл, отмечает Дюрр.