研究人员开发了一种技术 ，可以实现计算组件的极端微型化 ，从而为紧凑和高性能设备铺平了道路 。
处理器中的晶体管和逻辑门越小，可以将计算能力越多地包装到较小的区域中 。但是 ，硅的物理限制意味着我们正在达到这些组件的小限制。
但是 ，一种新技术，涉及2D磁铁中的自旋状态之间的超快切换；表示在1和0＆mdash的二进制状态之间的切换；可以导致更密集的功率效率更高 。
该技术由一种新型的磁性隧道连接点（MTJ）＆MDASH启用；在计算系统中充当数据存储设备的材料结构 。科学家夹在石墨烯层之间的三碘铬（2D绝缘磁铁）中，并通过其发送电流 ，以决定单个三碘化物层中磁铁的方向。
利用这些MTJ可能意味着将更多的计算能力包装到芯片中 ，而不是以前认为可能的＆mdash;在切换过程中消耗的能量要少得多。研究人员在5月1日发表的一项新研究中发表了他们的发现 自然通讯 。
在本文中，科学家证明了2D磁铁可以两极化以代表二元状态＆mdash;计算数据的1和0s;为高能计算铺平道路 。
精确控制2D材料的磁相是Spintronics的关键步骤（控制电子的旋转和相关的磁矩）。通过精确控制电流 ，新技术可以使用电流的极性和振幅来改变三碘铬的自旋状态 。这是可能的 ，因为该化合物是铁磁性的（它是磁性的，并且可以以类似于铁的方式吸引磁铁） 。该化合物也是半导体＆mdash;具有电导率的材料介于金属和绝缘体之间。
SpinTronics的一个关键启用组件是Mtj＆Mdash;两个铁磁层被绝缘屏障隔开 。控制MTJ＆rsquo的旋转状态是一种已经用于各种计算机组件的技术 ，例如硬盘驱动器的读取头 。但是 ，确切地控制其组成层的厚度及其界面质量彼此的质量已被证明具有挑战性。
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材料必须通过大约与指甲大小的区域承受至少1000万安培的高电流密度；但也满足设备微型化和能源效率的需求 。为了进行比较，典型的闪电是1,000至300,000安培 。
“本文是关于您可以具有隧道电流的两个可能状态；自旋并行和反行的 ， ” 阿德琳娜·艾莉（Adelina Ilie）英国巴斯大学（University of Bath）的物理学读者 ，专门研究2D磁铁，告诉LivesScience。“如果有两个定义的状态 ，它们可以用作计算机中的逻辑门 。”
科学家创建了2d van der waals（三碘铬）磁铁 ，然后在彼此上层上层状石墨烯，六角形硝化硼和三碘铬的原子薄片，以形成隧道接线设备＆mdash＆mdash＆mdash＆mdash＆mdash;他们冷却到 接近绝对零 。他们同时通过材料通过电流 ，并使用16毫秒爆发中的发源器测量了电流。
他们指出 ，电压在三碘化物铬内的旋转平行和自旋 - 抗平衡状态之间进行了随机切换，其开关方向由电流的极性和振幅确定。每个磁态的持续时间通常为10毫秒 ，而两个状态之间的切换时间为微秒（微秒千万千万秒） 。
伊利解释说：“这些国家并不完全稳定 。 ”“实际发生的是 ，电流从一个状态到另一个状态，随机地来回移动 ，但是根据电压 ，它在一个状态下的平均时间更加停留在一个状态下。这为我们提供了两个状态，我们可以确定性地选择 。 ”
可以用作逻辑门的两种状态可以以比以前可能的小得多的规模实现操作 。使用该技术 ，制造商可以创建具有更大处理能力的计算机芯片。但是 ，需要接近绝对零的工作温度的需求意味着实施未来派设备实际上将是具有挑战性的 。
Ilie总结道：“使这种工作与众不同的是，从一个状态到另一种状态所需的能量比传统的磁性隧道连接处低一个幅度 。”“借助诸如生成AI之类的新技术 ，可以极大地增加功耗 ，因此不可能跟上能力，因此您需要节能的设备。”
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希望本篇文章《基于原子级石墨烯的磁铁可能会刺激更小，更强大的计算组件》能对你有所帮助！
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