Các nhà khoa học đã thành công trong việc quan sát khả năng truyền thông tin giữa khoảng cách xa trong nhóm vật liệu từ tính được gọi là là chất phản sắt từ. Những vật liệu này giúp thiết bị đạt được tốc độ tính toán nhanh hơn nhiều so với các thiết bị hiện có. Các thiết bị thông thường ứng dụng công nghệ hiện có, gây tác dụng phụ ngoài mong muốn khi trở nên nóng và bị giới hạn về tốc độ. Điều này cản trở sự phát triển của công nghệ thông tin.
Lĩnh vực mới nổi của Spin điện tử học macnon nhằm sử dụng nam châm cách điện với khả năng chứa sóng từ tính được gọi là macnon để có thể giải quyết những vấn đề này. Sóng Macnon mang thông tin nhưng gây bất lợi do sản sinh nhiệt thừa. Các nhà vật lý tại trường Đại học Johannes Gutenberg Mainz (JGU) ở Đức đã hợp tác với các nhà lý thuyết từ trường Đại học Utrecht ở Hà Lan và Trung tâm Spin điện tử học lượng tử (QuSpin) thuộc trường Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy (NTNU), đã chứng minh rằng oxit sắt phản sắt từ, một thành phần chính của gỉ sét, là vật liệu rẻ tiền có triển vọng để truyền tải thông tin với mức nhiệt dư thừa thấp và tốc độ gia tăng. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học Nature.
Bằng cách giảm lượng nhiệt sản sinh, các thành phần có thể tiếp tục được giảm kích thước nhỏ hơn cùng với sự gia tăng mật độ thông tin. Chất phản sắt từ, một nhóm vật liệu từ tính lớn nhất, có một số ưu điểm quan trọng so với các thành phần từ tính khác được sử dụng phổ biến dựa vào sắt hoặc niken. Ví dụ, chúng ổn định và không bị ảnh hưởng bởi từ trường bên ngoài, là một yêu cầu quan trọng để lưu trữ dữ liệu trong tương lai. Ngoài ra, các thiết bị sử dụng chất phản sắt từ có thể hoạt động nhanh hơn hàng nghìn lần so với các công nghệ hiện nay vì động lực bên trong của chúng nằm trong phạm vi terahertz, có khả năng vượt quá một nghìn tỷ phép tính mỗi giây.
Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã sử dụng dây bạch kim ở phía trên của oxit sắt cách điện, cho phép dòng điện chạy qua. Dòng điện này dẫn đến việc truyền năng lượng từ bạch kim vào oxit sắt, qua đó, tạo ra các macnon. Oxit sắt đã được phát hiện thấy có khả năng tải thông tin trên những quãng đường dài, yếu tố cần thiết cho các thiết bị máy tính. TS. Romain Lebrun tại JGU cho biết: “Kết quả này chứng tỏ các chất phản sắt từ phù hợp để thay thế các thành phần hiện đang được sử dụng. Các thiết bị sử dụng chất cách điện phản sắt từ với tốc độ nhanh hiện nay có thể được hiểu rõ”.
Andrew Ross, một trong những tác giả chính của nghiên cứu, cho biết thêm: "Nếu bạn có thể kiểm soát các chất phản sắt từ cách điện, thì chúng có thể hoạt động mà không sản sinh quá nhiều nhiệt và có khả năng mạnh mẽ chống lại những nhiễu loạn bên ngoài".
Lĩnh vực mới nổi của Spin điện tử học macnon nhằm sử dụng nam châm cách điện với khả năng chứa sóng từ tính được gọi là macnon để có thể giải quyết những vấn đề này. Sóng Macnon mang thông tin nhưng gây bất lợi do sản sinh nhiệt thừa. Các nhà vật lý tại trường Đại học Johannes Gutenberg Mainz (JGU) ở Đức đã hợp tác với các nhà lý thuyết từ trường Đại học Utrecht ở Hà Lan và Trung tâm Spin điện tử học lượng tử (QuSpin) thuộc trường Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy (NTNU), đã chứng minh rằng oxit sắt phản sắt từ, một thành phần chính của gỉ sét, là vật liệu rẻ tiền có triển vọng để truyền tải thông tin với mức nhiệt dư thừa thấp và tốc độ gia tăng. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học Nature.
Bằng cách giảm lượng nhiệt sản sinh, các thành phần có thể tiếp tục được giảm kích thước nhỏ hơn cùng với sự gia tăng mật độ thông tin. Chất phản sắt từ, một nhóm vật liệu từ tính lớn nhất, có một số ưu điểm quan trọng so với các thành phần từ tính khác được sử dụng phổ biến dựa vào sắt hoặc niken. Ví dụ, chúng ổn định và không bị ảnh hưởng bởi từ trường bên ngoài, là một yêu cầu quan trọng để lưu trữ dữ liệu trong tương lai. Ngoài ra, các thiết bị sử dụng chất phản sắt từ có thể hoạt động nhanh hơn hàng nghìn lần so với các công nghệ hiện nay vì động lực bên trong của chúng nằm trong phạm vi terahertz, có khả năng vượt quá một nghìn tỷ phép tính mỗi giây.
Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã sử dụng dây bạch kim ở phía trên của oxit sắt cách điện, cho phép dòng điện chạy qua. Dòng điện này dẫn đến việc truyền năng lượng từ bạch kim vào oxit sắt, qua đó, tạo ra các macnon. Oxit sắt đã được phát hiện thấy có khả năng tải thông tin trên những quãng đường dài, yếu tố cần thiết cho các thiết bị máy tính. TS. Romain Lebrun tại JGU cho biết: “Kết quả này chứng tỏ các chất phản sắt từ phù hợp để thay thế các thành phần hiện đang được sử dụng. Các thiết bị sử dụng chất cách điện phản sắt từ với tốc độ nhanh hiện nay có thể được hiểu rõ”.
Andrew Ross, một trong những tác giả chính của nghiên cứu, cho biết thêm: "Nếu bạn có thể kiểm soát các chất phản sắt từ cách điện, thì chúng có thể hoạt động mà không sản sinh quá nhiều nhiệt và có khả năng mạnh mẽ chống lại những nhiễu loạn bên ngoài".
Theo NASATI
Tin tức đã xem
Tin tức liên quan
Đăng nhập
