Magnetické čipy pro napájení nové generace efektivnějších výpočetních zařízení

Využití sklonu zářivek pro efektivnější výpočty

Zářivky mohou napájet novou generaci efektivnějších počítačových zařízení, která ukládají data spíše v magnetickém poli než v elektřině.

Tým vědců z University of Michigan vytvořil materiál, který je nejméně dvakrát tak „magnetický“ a mnohem levnější než jiné materiály ve své třídě. Kromě výpočtu může také vést k lepším magnetickým senzorům pro lékařská a bezpečnostní zařízení.

Magnetostrikce, která způsobuje bzučení fluorescenčních světel և elektrických transformátorů, nastává, když je materiál և մի připojen k magnetickému poli, to znamená, že změna koně způsobí změnu magnetického pole. Vlastnost může být klíčem k nové generaci výpočetních zařízení zvaných magnetoelektrika.

Magnetické čipy mohou zvýšit energetickou účinnost všeho, od datových center po mobilní telefony, a snížit tak požadavky na světovou elektrickou infrastrukturu.

Materiál vyrobený z kombinace železa a gália je dnes podrobně představen (12. května 2021). Komunikace přírodyTým vede John Հ Heron, profesor vědy o materiálech UM Materials Engineering UM a zahrnuje výzkumníky společnosti Intel. Cornell University; University of California, Berkeley; University of Wisconsin; Purdue University և jinde.

Magnetoelektrická zařízení používají k ukládání digitálních nul v binárních datech místo elektřiny magnetická pole. Malé impulsy elektřiny způsobují jejich mírné rozpínání nebo smršťování, čímž se magnetické pole posouvá z pozitivního do negativního nebo naopak. Protože nevyžadují stálý proud elektřiny, jak vyžadují dnešní čipy, využívají část energie.

„Klíčem k činnosti magnetoelektrických zařízení je najít materiály, jejichž elektromagnetické vlastnosti jsou vzájemně propojeny.“ Řekla Heron. „A více magnetické komprese znamená, že čip dokáže stejnou práci s menší energií.“

Desetkrát levnější magnetoelektrická zařízení

Většina dnešních materiálů magnetické rezonance používá vzácné prvky, které jsou příliš stísněné a drahé na použití v dostatečném množství pro výpočetní zařízení. Heronův tým však našel způsob, jak zvýšit vysokou úroveň levné magnetizace železem a gáliem.

Heron obvykle vysvětluje magnetizaci železem a gáliem směs se zvyšuje, když se přidá více galia. Ale tyto výrůstky přesahují úroveň և nakonec začnou klesat, jakmile další galia začnou vytvářet uspořádanou atomovou strukturu.

Výzkumný tým tedy použil proces zvaný epitaxe nízkoteplotního molekulárního paprsku, aby podstatně zmrazil atomy na místě a zabránil jim ve vytváření uspořádané struktury, když bylo přidáno více galia. Heron և a jeho tým tak dokázali zdvojnásobit množství gália v materiálu desetinásobným zvýšením síťové magnetizace ve srovnání s nezměněnými slitinami železa a gália.

„Epoxid nízkoteplotních molekulárních paprsků je velmi užitečná technika. „Je to něco jako malování jednotlivými atomy,“ řekl Heron. „A„ barva ve spreji “na povrchu, který se při použití napětí mírně deformuje, také usnadnila testování jeho magnetostrikčních vlastností.“

Vědci pracují s programem Intel MESO

Magnetoelektrická zařízení vyrobená během studie jsou velká několik mikronů, velká podle výpočetních standardů. Vědci však ve spolupráci s Intelem hledají způsoby, jak je zúžit, což by bylo kompatibilní s programem společnosti MESO, jehož cílem je vnést magnetoelektrická zařízení do hlavního proudu.

„Intel je skvělý ve škálování, má mechanické šrouby pro výrobu technologie, ve skutečnosti funguje na velmi malém počítačovém čipu,“ řekl Heron. „Do tohoto projektu jsou velmi zapojeni, pravidelně se s nimi setkáváme, abychom získali zpětnou vazbu և nápady, jak tuto technologii upgradovat tak, aby mohla být užitečná na počítačových čipech, kterým říkají MESO.“

Přestože zařízení zařízení používalo po celá desetiletí, společnost Heron Labs podala patentovou přihlášku prostřednictvím UM Technology Technology Transfer.

Odkaz. PB Meisenheimer, RA Steinhardt, SH Sung, LD Williams, S. Zhuang, ME Nowakowski, S. Novakov, MM Torunbalci, B. Prasad, CJ Zollner, Z. Wang, NM Dawley, J. Schubert, AH Hunter, S. Manipatruni , DE Nikonov, IA Young, LQ Chen, J. Bokor, SA Bhave, R. Ramesh, J.-M. Hu, E. Kioupakis, R. Hovden, DG Schlom a JT Heron, 12. května 2021, Komunikace přírody,
DOI: 10.1038 / s41467-021-22793-x:

Výzkum je podporován IMRA America ազգային National Science Foundation (čísla grantů NNCI-1542081, EEC-1160504 DMR-1719875 և DMR-1539918).

Mezi další výzkumníky v této práci patří Emanuel Kiupakis, docent UK Materials Science and Engineering. Robert Hovden, profesor materiálových věd a inženýrství; Peter Meisenheimer, výzkumný asistent absolventů UK; Suk Hyun Sung.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Nástroj Nový nástroj určený k podpoře vývoje a vývoje automobilových vozidel

Schematický vnitřní provoz elektrod v palivovém článku և kapacita základních parametrů. Půjčka:Heinz a kol., 2021: Široké používání tradičních vozidel na vodíkový pohon nad tradičními...

Identifikace velmi počátečních kroků, které vedou k rozvoji rakoviny

Konfokální mikrofotografie tenkého střeva myši pomocí technologie Red2Onco. S Red2Onco můžete označit onkogenní mutantní klony (červené klony) a běžné nebo divoké klony (žluté...

Neandertálci a raná moderní lidská kultura koexistovali vedle starších tradic již více než 100 000 let

Výzkum Fakulty antropologie a ochrany na University of Kent zjistil, že jedna z prvních kultur kamenných nástrojů známá jako Acheulean trvala pravděpodobně o desítky...

Snadná věda: co jsou sterilní neutrina?

Sterilní neutrina jsou speciální typ neutrin, který byl navržen k vysvětlení některých neočekávaných experimentálních výsledků, ale nakonec nebyl objeven. Vědci je hledají v...

Newsletter

Subscribe to stay updated.