Ученые создадут наноэлементы, способные в десятки раз увеличить скорость работы гаджетов

20.08.2019

В Институте физики твердого тела РАН рассказали, что намерены разработать сверхпроводники, которые заменят полупроводники, используемые сейчас

МОСКВА, 19 августа. /ТАСС/. Специалисты Института физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) работают над созданием наноструктур для цифровой и квантовой электроники, которые в десятки раз увеличат скорость работы устройств и повысят их энергоэффективность. Об этом в понедельник ТАСС сообщил руководитель исследования, заведующий лабораторией ИФТТ РАН, профессор Валерий Рязанов.

Рязанов рассказал, что цифровые электронные устройства будущего, как и приборы в перспективных областях спинтроники и квантовой электроники, будут обладать в десятки раз большим быстродействием и показателями энергоэффективности, чем современные гаджеты. К примеру, быстродействие процессоров для компьютеров может вырасти с 10 Гц до нескольких сотен. Этого можно добиться с помощью создания специальных элементов на основе сверхпроводников, которые заменят в устройствах полупроводники, однако у новой технологии есть два основных недостатка: слишком крупные размеры полученных структур, пока не позволяющие использовать их в компактных гаджетах, и отсутствие емкой энергоэффективной магнитной памяти, технологически совместимой с существующими сверхпроводными схемами, отметил он.

"Современная сверхпроводниковая цифровая электроника основана на использовании сверхпроводящих туннельных (джозефсоновских) переходов, в которых два сверхпроводящих металла, разделенные тонким диэлектрическим барьером, обеспечивают прохождение сверхпроводящего тока в таком переходе. Мы решили в качестве барьера в этой структуре использовать не обычный диэлектрик, а ферромагнетик, и получили совершенно уникальные свойства. Получилось совершенно другое соотношение между сверхпроводящим током и фазой на переходе и возникла возможность манипулировать барьером с помощью магнитного поля, то есть создать магнитную память. В рамках данной работы мы пытаемся разработать наноструктуры субмикронных размеров для применения в миниатюрных логических устройствах", - пояснил Рязанов.

Современная полупроводниковая электроника, которая, к примеру, используется в основе серверов, хранящих информацию крупнейших поисковых агрегаторов, не сравнится по энергоэффективности с устройствами, которые будут работать на основе сверхпроводников, считает ученый.

"Энергоэффективность систем на основе наноструктур, которые мы разрабатываем, на пять порядков выше, чем у полупроводниковых систем. Это значит, что дата-серверы и серверы майнинговых компаний, потребляющие невероятные объемы энергии, станут во много раз экономичнее", - сказал ученый.

Работа специалистов ИФТТ РАН поддержана грантом Российского фонда фундаментальных исследований. Авторы намерены создать опытные образцы наноструктур к 2021 году.

Источник: ТАСС

©РАН 2019