Учёными из Кембриджского университета создана новая структура микрочипа, которая позволяет перемещать информацию в двух плоскостях, в отличие от традиционных решений: не только в горизонтальной, но также и в вертикальной плоскости. Новый трехмерный микрочип сможет в будущем увеличить дополнительно емкость памяти, а также вычислительную мощность прикладных решений, без необходимости уплотнения структуры микросхемы, как это делается сейчас.
Новый тип микросхемы построен на основе спинтроники. В данной технологии, для вычислений используется магнитный момент электрона (спин), в этом состоит основное отличие от большинства современных микросхем, применяющих электрический заряд. Спинтронные чипы обретают все большую популярность в компьютерах, и, вероятно, в ближайшем будущем они, будут основным стандартом памяти. Следует отметить, что операции со спином электронов сегодня не являются чем то сложным. Спин, как стрелка компаса, очень чувствительно реагирует на изменение магнитного поля. Но практическое создание надежных инжекторов и детекторов для работы со спинами для массового применения порождает целый комплекс разнообразных проблем.
При этом данные проблемы с успехом решаются, манипуляции со спином электронов успешно проводятся в массовой электронике уже сегодня. Самый характерный пример – жесткие диски, используемые практически в каждом компьютере. Но вот использование в полупроводниковой индустрии спинтроники до сих пор находится в стадии исследований.
Для реализации трехмерного спинового микрочипа ученые применили экспериментальный метод металлизации посредством напыления. У них получилось изготовить многослойную структуру из кремниевого чипа с внедренными атомами кобальта, платины и рутения. При этом, кобальт и платина сохраняют цифровую информацию. Ну а атомы рутения выступают в качестве передатчиков между информационными слоями кобальта и платины. Толщина каждого из слоев не превышает нескольких атомов.
Затем с помощью лазерной абляции MOKE исследователи смогли считать данные, содержащиеся в разных участках трёхмерного чипа. Во время этого отмечалось прохождение информации от нижних слоев к верхним.
В результате этих исследований сотрудникам Кембриджского университета удалось впервые продемонстрировать реальность появления трехмерных спиновых чипов, которые уже в ближайшее время могут использоваться в самых разных практических областях. Мощные процессоры и объемные накопители информации очень актуальны. Используемые сейчас накопители, такие как жёсткие диски или флэш-память, имеют недостаточную для современной техники емкость и потребляют слишком много энергии.