Учёные обнаружили новое квантовое явление, позволяющее точно управлять спином электронов и намагниченностью материалов. Это открытие может привести к существенному прорыву в развитии спинтронных технологий и нейроморфных вычислений, имитирующих работу человеческого мозга, сообщает SciTechDaily.com.
В современном цифровом мире постоянно растет потребность в увеличении объемов хранения данных, эффективности и вычислительной мощности. Для решения этих задач исследователи изучают перспективную область спинтроники. В отличие от традиционной электроники, использующей только заряд электронов, спинтронные устройства задействуют как заряд, так и спин электронов, что позволяет достичь более высокой производительности и энергоэффективности.
Исследователи из Университета Юты и Калифорнийского университета в Ирвайне совершили важное открытие в области спин-орбитального момента. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Nanotechnology 15 января 2025 года, они продемонстрировали новый способ управления спином и намагниченностью с помощью электрических токов, назвав это явление аномальным эффектом Холла.
Электроны обладают крошечными магнитными полями, которые, подобно Земле, являются диполярными — некоторые спины ориентированы на север («вверх») или юг («вниз») или где-то между ними. Аномальный эффект Холла описывает, как электроны рассеиваются асимметрично при прохождении через магнитный материал, что приводит к появлению тока заряда, текущего под углом 90 градусов к направлению внешнего электрического тока.
Исследователи создали первый спинтронный прототип, использующий эффект аномального момента Холла. Это устройство, называемое спин-торсионным осциллятором, способно имитировать функциональность нейрона, но при этом значительно меньше по размеру и работает на более высоких скоростях. Следующим шагом станет объединение таких устройств в более крупную сеть для изучения их потенциала в выполнении нейроморфных задач, таких как распознавание изображений.
