В вузе создана технология для нового поколения микрочипов

В Саратове создана технология для производства принципиально новых вычислительных систем с ультранизким энергопотреблением и высокой плотностью элементов.

Как сообщает минобрнауки РФ, в мире растёт потребность в миниатюризации устройств обработки информации при снижении энергопотребления. Поэтому учёные активно ищут альтернативные подходы к обработке информации. Одним из наиболее перспективных направлений является магноника, где вместо электрических зарядов для передачи данных используются спиновые волны - коллективные возбуждения магнитных моментов в кристаллической решётке.

Группа исследователей из лаборатории "Магнитные метаматериалы" Саратовского госуниверситета сделала важный шаг в этом направлении, создав уникальную двухслойную структуру из железо-иттриевого граната. Он обладает рекордно низкими потерями при распространении спиновых волн. Разработанное устройство работает как своеобразный "частотный фильтр" для магнитных волн, направляя волны разной частоты в разные слои структуры.

По словам разработчиков, им впервые удалось реализовать частотно-селективное разделение спиновых волн между слоями структуры при комнатной температуре. Это как научить магнитные волны самостоятельно выбирать нужный "этаж" в микросхеме будущего.

Исследователи подтвердили функциональность разработки с помощью уникальной установки бриллюэновской спектроскопии, позволяющей с нанометровой точностью исследовать распространение спиновых волн. Измерения показали, что устройство эффективно работает при комнатной температуре, что крайне важно для практического применения.

Особую ценность технологии придаёт ее потенциальная совместимость с существующими принципами производства микрочипов. В перспективе такие структуры могут стать основой для создания нового поколения вычислительных устройств, где логические операции будут выполняться не электрическими токами, а спиновыми волнами. Это позволит в десятки раз снизить энергопотребление и значительно увеличить плотность элементов на чипе.

В планах учёных СГУ - исследование радиационной стойкости разрабатываемых магнонных устройств для применения в космической промышленности и разработка более сложных многоканальных устройств с одновременным исследованием температурной стабильности.

Работа выполнена по госзаданию минобрнауки и поддержана в рамках программы "Приоритет-2030".