Открытие, главную роль в котором сыграла команда из Университета Миннесоты, продемонстрировало существование нового типа магниторезистивности, связанном с топологическими изоляторами (ТИ). Об этом исследовании, результаты которого могут позволят в будущем создавать более совершенные компьютеры и информационные накопители, рассказывается в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"Наше открытие это недостающий элемент головоломки, способной улучшить будущее энергоэкономичных технологий полупроводниковой индустрии, включая нейроморфные компьютеры и чипы для роботов и магнитная 3D-память, — утверждает профессор Цзяньпин Ван (Jian-Ping Wang), возглавляющий Центр спинтронных материалов, интерфейсов и инновационных структур (C-SPIN), созданный на базе Миннесотского университета.

Ранее было установлено, что использование топологических изоляторов в принципе позволяет повысить энергетическую эффективность записи ячеек магниторезистивной памяти. Однако новая геометрия таких устройств нуждается и в новом варианте магниторезистивности для реализации функции чтения записанной информации.

Отталкиваясь от полученных недавно результатов в области однонаправленного спинового эффекта Холла для традиционной двухслойной системы металлов, учёные из Миннесоты в сотрудничестве с коллегами из Пенсильванского университета воспроизвели этот эффект, однако уже для бислоя ТИ/ферромагнит. Они показали, что замена тяжёлых металлов топологическим изолятором удваивает магниторезистивность при температуре –123,15 °C.

С прикладной перспективы, это достижение позволит сконструировать вычислительные и запоминающие устройства объёмной (3D), в том числе перекрёстной (crossbar) архитектуры, реализовав с помощью ТИ ранее отсутствовавшую или крайне неудобную функцию чтения.