Новый материал сокращает минимальный размер устройств спинтроники в четыре раза. Исследователи из Университета Миннесоты и Национального института стандартов и технологий (NIST) США разработали технологию создания спинтронных устройств, которая преодолевает ограничение на размер полупроводников. Это позволит уменьшить размер микросхем, которые используются в смартфонах, компьютерах и других электронных приборах.

В устройствах спинтроники, в отличие от обычной электроники, энергию или информацию переносит не заряд электрона, а направление его вращения (спин). Материалы спинтроники успешно интегрируются в полупроводниковые микросхемы уже более 10 лет. Но стандартный материал, кобальт-железо-бор, достиг предела масштабируемости: невозможно создать устройства менее 20 нм, которые сохраняют способность хранить данные.

Физики нашли альтернативный материал. В исследовании, опубликованном в журнале Advanced Functional Materials, они показали, что материал железо-палладий требует меньше энергии и имеет потенциал для большего объема хранения данных. Такие устройства могут быть уменьшены до размера 5 нм, в четыре раза меньше современных аналогов. В эксперименте исследователи вырастили элемент из железа-палладия на кремниевой пластине, используя 8-дюймовую многокамерную систему распыления в сверхвысоком вакууме.

Эта работа впервые в мире показывает, что можно выращивать материал, который может быть уменьшен до размера менее пяти нм, на подложке, совместимой с полупроводниковой промышленностью, – Дэюань Лю, соавтор исследования.

Полупроводниковая промышленность постоянно пытается разрабатывать все более мелкие микросхемы, которые могут максимизировать энергоэффективность, скорость вычислений и емкость хранения данных в электронных устройствах. Устройства спинтроники могут быть энергонезависимыми: они требуют меньше энергии и могут хранить память и выполнять вычисления даже после отключения питания. Исследователи полагают, что предложенная технология может произвести революцию в электронной промышленности.