Revoluční antiferomagnety českých vědců

Pavel Houser , 17. duben 2018 11:01 1 komentářů
Rubriky: České IT, Science

Pro záznam dat stačí pikosekundové elektrické výboje - tisíckrát méně než v dnes používaných feromagnetických součástkách.

Širokou pozornost vzbudily objevy mezinárodního vědeckého týmu projektu ASPIN pod vedením Tomáše Jungwirtha z Oddělení spintroniky a nanoelektroniky Fyzikálního ústavu AV ČR.

K vytvoření nového typu paměti totiž jeho členové jako první na světě použili antiferomagnety, tedy materiály, o jejichž využitelnosti se dříve nespekulovalo ani teoreticky. Nové objevy nejen umožňují tisícinásobně rychlejší zápis do pamětí, ale mají i slibné aplikace v oblastech jako umělá inteligence a neuronové sítě.

Ve feromagnetických materiálech jsou spiny elektronů orientované jedním směrem a tím společně přispívají k magnetizaci látky. Díky tomu je možné je snadno ovládat, např. pomocí magnetického pole, a detekovat. Zároveň po vypnutí zapisovacího magnetického pole zůstávají spiny společně a trvale v zapsaném směru a mohou tak sloužit k ukládání informace. V nemagnetických materiálech jsou spiny elektronů orientovány nahodile, magnetizace je nulová a nedají se proto využít pro paměti.

Antiferomagnety, na které se projekt ASPIN zaměřuje, se navenek chovají jako běžné nemagnetické materiály. Spiny elektronů v nich ovšem nejsou orientovány nahodile, ale jejich orientace se pravidelně střídá od jednoho ke druhému atomu v mřížce. Materiál má tedy v sobě dvě prolínající se magnetizace orientované opačným směrem a jejich účinek se tak navenek navzájem ruší. Z tohoto důvodu se antiferomagnety dlouho zdály být nezajímavé pro praktické využití.

Vědci z Fyzikálního ústavu však představili nejen nové fyzikální jevy, kterými lze antiferomagnety použít k zápisu, čtení a ukládání informací, ale ukázali i experimentální zařízení, které je možné připojit k běžnému počítači a ukázat na něm princip antiferomagnetické paměti.

U běžných magnetických pamětí slouží k zápisu informací obyčejné elektromagnetické cívky. Vzhledem ke struktuře antiferomagnetických materiálů bylo ale potřeba vytvořit podobné „cívky“ přímo u jednotlivých atomů. K tomu napomohla krystalová struktura zkoumaných antiferomagnetů CuMnAs nebo Mn2Au, které si při průchodu běžného elektrického proudu takové virtuální atomové cívky vytvoří samy od sebe.

Nový způsob zápisu informací může v budoucnu zrychlit práci počítačů, protože pro záznam stačí extrémně krátké – pikosekundové – elektrické výboje, což je tisíckrát kratší doba než v dnes používaných feromagnetických součástkách. Přečtení informace je také relativně snadné, protože se při zápisu mění elektrický odpor materiálu.

Antiferomagnetická paměť má i další překvapivé vlastnosti. Například nemusí být binární (klasické počítačové paměti používají zápis do dvojkové soustavy ve formě jedniček a nul), protože může měnit odpor postupně, a nedokáže ji narušit ani velmi silné vnější magnetické pole.


Komentáře

neutr #0
neutr 17. duben 2018 16:01

Fantastické možnosti. Celkem mne dostala skutečnost že výstup je v podstatě analogový. Já v tom okamžitě vidím možnost standardizace na úroveň "n" - prvkových číselných systémů. Ty mají obrovský potenciál s rostoucím "n". Existuje konečná enumerace pro "n" jako PN(n)x(n!) [slovy PartitoNumerorum(n)x faktoriál(n)]. PN bývá dnes značeno jako p(n) [tedy jen partition, ale pod výrazem P se rozumí permutace]. Pro Ty z Vás kdo se těmito věcmi nezabýváte bych doporučil https://oeis.org/. POZNÁMKA : Stačí zadat alfabetický výraz, nebo část numerické posloupnosti.

Je jasné že konkrétní vývoj média už zřejmě prudce akceleruje. Podle všeho to mohou být povrchově nanášené vrstvy, nebo také v podobě mikrovláken "kabelové" svazky, nebo tkaniny s velmi širokým polem implementace.

Je tam jistě mnoho technických problémů - ale to už vidím spíš jen jako detail. Problém, nebo i další možnosti vidím v Néelově teplotě https://cs.wikipedia.org/wiki/N%C3%A9elova_teplota.

Okamžitě mne také napadá, že by to mohlo možná reprezentovat energetický (nikoliv jen elektrický) akumulátor.

Nejsem fyzik ale určitě nebudu sám koho napadne, (nebo už napdlo) že "velký objekt" z velmi subtilního antiferomagnetického materiálu by se mohl přepínat na feromagnetický, nebo také že to může být cesta k supravodivosti při pokojových teplotách.

V každém případě se zřejmě dočkáme mnoha přelomových objevů.

RSS 

Komentujeme

Co s genetickými databázemi?

Pavel Houser , 07. říjen 2018 15:00

Jak bylo oznámeno již v letos dubnu, tzv. zabijáka z Golden State odhalily veřejné genetické databáz...

Více

Kalendář

17. 10.

19. 10.
Future Forces Forum 2018
19. 10.

21. 10.
Game City 2018
20. 10. WordCamp Brno 2018







RSS 

Zprávičky

Francouzská OVH chce v cloudu konkurovat Googlu a Amazonu

ČTK , 18. říjen 2018 13:24

Francouzský poskytovatel webhostingu a cloudových služeb OVH hodlá v příštích letech ztrojnásobit in...

Více 0 komentářů

ČTÚ dal pokutu T-Mobile

Pavel Houser , 18. říjen 2018 09:00

Mimosoudní vymáhání neplatně sjednaných smluvních pokut je agresivní obchodní praktikou. ČTÚ za tent...

Více 1 komentářů

Výnos operátorů za minutu hovoru za šest let klesl na polovinu

ČTK , 18. říjen 2018 08:00

Průměrný výnos tuzemských mobilních operátorů za jednu minutu hovoru klesl za šest let na polovičníc...

Více 0 komentářů

Starší zprávičky

Slovenské ministerstvo zahraničí bylo cílem kybernetického útoku

ČTK , 17. říjen 2018 15:12

Zatím není známo, k jakým dokumentům se útočníci mohli dostat....

Více 0 komentářů

Výrobce telefonů čekají v Evropě poplatky za Google Play

ČTK , 17. říjen 2018 10:00

Zavedení licenčních poplatků má podle Google kompenzovat výpadek příjmů spojený se splněním požadavk...

Více 1 komentářů

Primární nabídka by mohla ohodnotit Uber až na 120 mld. dolarů

ČTK , 17. říjen 2018 09:00

Částka by to byla větší než hodnota automobilek General Motors, Ford a Chrysler Fiat dohromady....

Více 0 komentářů

Počet výdejních míst českých e-shopů letos přesáhne 9600

ČTK , 17. říjen 2018 08:00

Vyzvednutí zboží nakoupeného na internetu na výdejním místě v okolí bydliště je stále oblíbenější na...

Více 0 komentářů