Дослідники з’ясували, як зберегти магнітні та електричні властивості матеріалу, коли його товщина скорочується до кількох атомних шарів. Такий підхід може допомогти створювати компактніші й енергоефективніші елементи для майбутніх чипів
Фото: freepik.com
Тонкі матеріали часто втрачають потрібні властивості
Команда досліджувала тонкі плівки вісмутового фериту — матеріалу, який поєднує електричний і магнітний порядок. У масивному зразку ці характеристики можуть співіснувати, але зі зменшенням товщини на межі з підкладкою утворюється так званий «мертвий шар». У ньому потрібні властивості слабшають або зникають, через що матеріал стає менш придатним для мініатюрних електронних компонентів.
Щоб подолати цю проблему, вчені виростили плівку на підкладці з диспрозій скандату та додали зверху тонкий металевий шар. Поєднання матеріалів змінило електричне оточення плівки й послабило поле, яке заважало зберігати її структуру. У результаті ферроелектричні та магнітні характеристики вдалося підтримати навіть у надтонкому зразку.
Що вдалося побачити в атомарно тонкій плівці
Автори також повідомили про ознаки альтермагнетизму — особливого типу магнітного впорядкування, який поєднує окремі риси феромагнетиків і антиферомагнетиків. Матеріали такого класу цікавлять дослідників, бо теоретично можуть забезпечити швидке перемикання станів без сильного зовнішнього магнітного поля. У цій роботі команда показала, що відповідні властивості можна досліджувати в плівках, наближених до товщини кількох атомних шарів.
Йдеться про фундаментальне дослідження матеріалу, а не про готовий чип. Перед практичним застосуванням потрібно перевірити, наскільки стабільно плівка працює в різних умовах, чи можна масштабувати її виробництво та інтегрувати з наявними технологічними процесами.
Читайте також: Дві ШІ-акції, які можуть перетворити $10 на $100 за рік
Як це може вплинути на майбутні чипи
Зараз виробники шукають способи зменшити розміри компонентів і водночас контролювати енергоспоживання. Матеріали, що зберігають електричний та магнітний стан у надтонкому форматі, можуть стати основою для нових типів пам’яті або логічних елементів. Якщо стан вдасться перемикати швидко й з невеликими витратами енергії, такі компоненти потенційно будуть корисні в системах обробки даних, зокрема для завдань штучного інтелекту.
Однак між лабораторною демонстрацією та масовим виробництвом залишається кілька етапів. Потрібні надійні методи виготовлення великих однорідних плівок, тестування ресурсу та сумісності з іншими шарами мікросхеми. Результат важливий передусім тим, що дослідники знайшли спосіб зберегти властивості матеріалу на межі, де вони зазвичай зникають.
Ознайомтеся з іншими популярними матеріалами:
Кити масово продають XRP: що відбувається
Дані клієнтів Coinbase опинилися у стороннього сервісу: що відомо про витік
Скільки готівки перебуває в обігу в Україні — НБУ
Джерело: Nature Materials.
Telegram 
Viber 
