Наномагниты подчиняются геометрическим законам
17 августа, 08:30. Ученые из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США обнаружили, что направление движения энергии в наномагнитных структурах можно задавать через геометрию. Результаты опубликованы в журнале Communications Materials. По мнению авторов, это открытие способно приблизить создание надежных вычислительных систем с минимальным потреблением энергии.
Для контекста: проблема энергоэффективности становится все острее по мере роста вычислительных мощностей, и поиск новых физических принципов здесь критически важен.
Исследовательскую группу возглавил материаловед Хану Арави. В ходе экспериментов ученые наблюдали за четырьмя наномагнитами, размещенными на квадратной пластине. Они поэтапно меняли взаимное расположение элементов — от конфигурации, напоминающей греческий крест, до квадрата. Траектории релаксации энергии фиксировались с помощью магнитно-силовой микроскопии.
Главный вывод: геометрия определяет, каким образом система выходит в устойчивое состояние — детерминированно или через вероятностные сценарии. Угол поворота магнитов становится инструментом точной настройки переноса энергии, причем без дополнительных энергетических затрат.
Обнаруженный принцип можно масштабировать. Если объединить тысячи таких кластеров, появляется возможность строить вычислительные устройства с крайне низкими потерями энергии. Это особенно важно для электроники, где миллиарды микроскопических переключателей тратят энергию на каждое переключение.
Эта работа напоминает, насколько значимы инновации в энергоэффективности: увеличение вычислительной мощности неизбежно требует снижения энергетических расходов. Источник: исследователи
Открытие имеет не только теоретическую ценность, но и практический потенциал — оно способно существенно сократить энергопотребление будущих вычислительных систем. Исследователи надеются, что их подход стимулирует дальнейшие работы в этой области и приведет к новым техническим решениям в электронике и компьютерной технике.
В то время как исследователи продолжают углубляться в загадки наномагнитных систем, не менее интересным является открытие, связанное с аномальным эффектом Холла в теллуриде марганца. Этот эффект демонстрирует, как можно переключать состояния материалов без нагрева, что также имеет потенциал для повышения энергоэффективности. Узнайте больше о том, как подобные технологии могут изменить будущее электроники, в нашей статье о переключении аномального эффекта Холла.