Исследователи Государственного Университета Штата Огайо и их коллеги расширили возможности для развития нового вида электроники, известного как спинтроника.

Хотя спинтроника как технология еще не полностью развита, это может привести к созданию компьютеров, которые хранят больше данных в меньшем объеме памяти, обрабатывают данные быстрее, и потребляют меньше энергии. ?Это могло бы даже привести к мгновенно загружающимся компьютерам?, сказал Артур Дж. Эпштейн, профессор физики и химии и директор Центра Исследования Материалов Государственного Университета Штата Огайо.

Спинтроника использует магнитные поля, чтобы управлять вращением электронов. В текущем выпуске журнала Advanced Materials, Эпштейн и его соавторы, описывают, как за счет использования магнитного поля, они осуществляют почти все перемещения электронов в пластмассовом материале при его вращении. Этот эффект называется поляризацией вращения. Достижение поляризации вращения - первый шаг в преобразовании пластмассы в устройство, которое могло читать и писать данные в рабочем компьютере, заменив жесткий диск.

?Теоретически, недорогая струйная технология в перспективе может использоваться, чтобы быстро печатать полные листы пластмассовых полупроводников для спинтроники.?

Уникальность работы исследователей состоит в том, что они достигли поляризации вращения в полимере, который обладает рядом преимуществ перед кремнием и арсенидом галлия - традиционными материалами, использующимися в электронике.

Партнерами Эпштейна по исследовательской программе были: Джоул С. Миллер, профессор химии в Университете Штата Юта, в сотрудничестве со специалистами Государственного Университета Штата Огайо Владимиром Н. Пригодиным, Нандьялой П. Райу и Константином И. Походиния.

Начиная с середины 1980-ых, Эпштейн и Миллер разработали пластмассовую электронику, а в конце исследований - пластмассовый магнит, который проводит электричество. Эпштейн охарактеризовал этот последний проект как очередной шаг на их пути к спинтронике.

?Электроника и магнетизм преобразовали современное общество?, сказал Эпштейн. ?Появление пластмассовой электроники открывает много возможностей для новых технологий, типа гибких дисплеев и недорогих солнечных элементов. ?

?В своем последнем исследовании мы доказали, что мы можем делать все компоненты, которые входят в спинтронику, из пластмасс?, говорит Эпштейн.

Текущие усилия по развитию спинтроники с традиционными неорганическими полупроводниками были загнаны в угол тем, что большинство таких материалов не обладают магнитными свойствами, разве что при очень низких температурах. Создание криогенной холодной окружающей среды в горячем компьютерном интерьере, где рабочие температуры поверхностных деталей нагреваются до +50°C, была бы очень дорогим удовольствием. В добавок, возросли бы размеры оборудование за счет установки по охлаждению и малый компьютер вновь стал бы размером с комнату, каким он был в 70-ых годах.

Именно поэтому исследователи выбрали пластмассу на основе тетрасианоэтанида ванадия. Этот материал показывает магнитные свойства при высоких температурах, даже выше точки кипения воды (+100°C), так что он легко может функционировать на компьютере без специального оборудования охлаждения.

Нормальная электроника кодирует компьютерные данные, основанные на двоичной системе ?нулей? и ?единиц?, в зависимости от того, присутствует ли или отсутствует электрон в определенном месте материала. Но в принципе, направление вращения электрона может тоже использоваться как информационная метка. Так спинтроника эффективно позволила бы нести вдвое больше информации на один электрон и опираться уже на систему из трех параметров ? ?нуль?, ?единица? и ?направление вращения?.

Другое преимущество данной технологии состоит в том, что как только магнитное поле подталкивает электрон в определенном направлении вращения, он будет продолжать вращаться по нему, пока другое магнитное поле не заставит его поменять направление вращения. Этот эффект может использоваться для создания очень быстрой оперативной памяти, которая сохранит информацию, даже если питание компьютера будет по каким-то причинам выключено. Эти данные могут быть сохранены и доступны на любой срок потенциально неограниченного времени.

Пластмасса спинтроники весит меньше, чем традиционная электроника и стоила бы меньше, если ее начнут производить. Сегодняшние неорганические полупроводники создаются многократными пошаговыми методами в вакууме. Недорогая струйная технология обеспечила бы быстрое производство пластмассовых полупроводников.

Информация для контакта:

Arthur J. Epstein, (614) 292-1133; Epstein.2@osu.edu