استعراض

في الآونة الأخيرة، والباحثين في ألمانيا معهد ماكس بلانك للالذكية في مركز أبحاث هيلمهولتز في دريسدن دوف روزين أنظمة وفريق البحث ولدت بنجاح ما يسمى موجات تدور، أسهل من البرنامج السابق كفاءة.

خلفية

الأجهزة الإلكترونية التقليدية هي رسوم نقل ومعالجة المعلومات. ومع ذلك، وجهت تهمة للأجهزة الإلكترونية التقليدية لا يمكن تجنبها المشكلة: استهلاك الطاقة وتوليد الحرارة وأكثر من ذلك. الحمد لله، والالكترونيات لديها أيضا خصائص جوهرية داخلية آخر: زيادة ونقصان. تدور هي حركة الجسيمات الجوهرية الناجمة عن الزخم الزاوي الذاتية، أو "حتى" أو "أسفل".

(المصدر: مرجع [2])

ويطلق العلمي تدور الدراسة الإلكترون "الإلكترونيات الدورانية." تدور يمكن تغيير بسرعة، ويمكن تجنب مشكلة توليد الحرارة الناجمة عن هذا الاتهام، وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة. لذلك، من المتوقع الإلكترونيات الدورانية لأجهزة الكمبيوتر جعل والهواتف الذكية وغيرها من المنتجات الإلكترونية تصبح أسرع وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة. يعتبر الإلكترونيات الدورانية أن تكون دراسة مستقبلية واعدة جدا باتجاه الالكترونيات.

كل من الكربون جهاز المنطق تدور (المصدر: مرجع [3])

ابتكار

في الآونة الأخيرة، ومعهد بلانك الألماني ماكس للأنظمة الذكية (MPI-IS) ومركز هيلمهولتز درسدن دوف روزن (HZDR) الباحثون في فريق البحث ولدت بنجاح ما يسمى تدور موجة، أكثر بساطة وكفاءة من النظام السابق. الباحثون عن "استعراض للحروف البدنية (البدنية استعراض للحروف)" مجلة نشرت نتائج أبحاثهم.

كما هو مبين أدناه: قصيرة تدور موجة (الحمراء) طبقة الحديد والنيكل. هذه الطبقة نحو المركز، من "عقدة"، والاتجاهات مغنطة (السهم الأزرق) بين الأرجوحة العلوي والسفلي، بينما أجزاء أخرى من حركة دائرية من عقد، والتناوب وعلى النقيض المغناطيسي.

(المصدر: HZDR / Juniks)

تكنولوجيا

تستند رقائق الكمبيوتر الحديثة على نقل الاتهام. سوف يسبب كل حدث العلاج لتدفق الحالية في الأجهزة الإلكترونية. وهذه الإلكترونات تواجه السلطة، أي ما يسمى المقاومة، يتم إنشاء حرارة غير مرغوب فيها. أصغر هيكل على رقاقة، ثم التبريد وأصعب. ويستند هذا الهيكل على تردد على مدار الساعة تهمة المعالج في السنوات الأخيرة، ويرجع ذلك جزئيا لا تحسنت بشكل ملحوظ. هذا الأداء رقاقة منحنى تطور جميل ومستقر وسرعة والتسوية الآن الخروج. وقال معهد HZDR ايون شعاع الفيزياء والمواد الدكتور سيباستيان Wintz: "إن المفاهيم الحالية تقترب من الحد، وهذا هو السبب في أننا دراسة البرنامج الجديد، موجة تدور .."

لم يعد توجيه هذا الحل لنقل المسؤول، ولكن فقط انتقال جوهري الزاوي الزخم للإلكترون (دورة) في المواد المغناطيسية. الالكترونية نفسها لا تزال ثابتة، فقط التغييرات تدور بهم. لأن الإلكترون يدور المجاورة لبعضها البعض سوف ينظر، وسوف تحال تغيير تدور على الجيران. والنتيجة هي إشارة المغناطيسي، وموجات من خلال المادية، ما يسمى ب "تدور الموجة".

ميزة الاعتماد على مكونات تدور من شأنها أن تنتج إلا القليل جدا من الحرارة. وهذا يعني أن استخدام الطاقة القليل جدا، الذي هو قيمة جدا للأجهزة المحمولة مثل الهواتف الذكية. ومن الممكن أيضا لمزيد من التخفيضات في حجم لتطبيق معين، لأن الطول الموجي للإشارة الكهرومغناطيسية باستخدام نسبة من حقل موجة تدور الاتصالات المتنقلة، وما شابه ذلك هو أقصر. وهذا يعني أننا يمكن إضافة المزيد من الدوائر على شريحة واحدة مما هو عليه الآن.

قبل تفعل كل هذا العمل، علينا أولا تحتاج إلى الكثير من البحوث الأساسية. على سبيل المثال، نحن بحاجة إلى معرفة كيفية توليد موجات فعال زيادة ونقصان. يحاول الخبراء في حل هذه المشكلة لبعض الوقت، وسوف لصق الشريط المعدني ميكرون الحجم على طبقة رقيقة المغناطيسية. سيتم تيار المتردد من خلال الشريط المعدني يقتصر على خلق مجال مغناطيسي في مساحة صغيرة. ثم، فإن المجال المغناطيسي تثير موجات تدور في الغلاف المغنطيسي. ومع ذلك، فإن هذا الأسلوب له عيب: موجات دعونا سبين ولدت في الطول الموجي أقل من عرض الشريط المعدني تصبح صعبة. هذا لا يساعد في تطوير النانو متكامل للغاية.

ومع ذلك، عندما يكون هناك خيار آخر: المواد المغناطيسية على شكل قرص مما تسبب في دوامة المغناطيسي. المغناطيسي حجم دوامة الأساسية لا تزيد عن 10 نانومتر. يسبب المجال المغناطيسي دوامة يتذبذب الأساسية، أثار موجة تدور في هذه الطبقة. وقال تقرير Wintz: "منذ بعض الوقت، ونحن نطلب معقدة نسبيا المواد متعددة الطبقات لتحقيق هذا الهدف الآن، يمكننا بالفعل موجات تدور المنبعثة من مواد بسيطة جدا في قلب دوامة .." واستخدم الباحثون سماكة تصل إلى الحديد والنيكل سبائك طبقة من 100 نانومتر سهلة لتصنيع.

(المصدر: مرجع [4])

قيمة

اللافت للنظر أن تدور الناتج موجة طول نانومتر فقط 80. الدكتور جورج DIETERLE خلال الدكتور MPI-IS يستكشف دراسة هذه الظاهرة. وقال: "هم الخبراء علينا القيام به في مثل هذه المواد البسيطة في هذه النقطة فوجئت جدا أننا لم نتوقع أن تكون قادرة على توليد مثل هذا التردد موجة قصيرة في الجزء السفلي مجموعة جيجاهيرتز .."

ويعتقد الخبراء أن الطول الموجي القصير السبب موجود في الطريقة التي نقل. بالقرب من وسط قطاع عريض من طبقة النيكل والحديد، شكلت موجة تدور المغناطيسي على "عقدة". في الهيكل الداخلي، إلا أن الاتجاه المغناطيسي التصاعدي أو التنازلي التذبذب، وليس على طول مسار دائري عموما.

في يمكن أن ينظر أجل هذه الظواهر، ويقع الاستخدامات الفريق في برلين، ومركز هيلمهولتز لمواد والطاقة في حلقة تخزين الإلكترونات BESSY II في المجهر أشعة X خاص. أستاذ جيزيلا شوتز MPI-IS أكد المدير: "بدون هذا المجهر، ونحن لا يمكن أن نلاحظ هذه الآثار" الآن، الخبراء يأملون عملهم مزيد من المساعدة في تطوير أجهزة من النوع الإلكتروني الدوراني. وقال DIETERLE: "على سبيل المثال، لدينا الأساسية دوامة يمكن أن تستخدم كمصدر والسيطرة المحلية من القدرة على استكشاف مفاهيم جديدة وتطوير المكونات القائمة على هذه الظاهرة من موجات تدور لاحظنا موجات تدور في المستقبل سوف تكون متكاملة مع الارتفاع. ذات الصلة الدائرة ".

الكلمة

تدور المغناطيسي، الإلكترونية

المواد المرجعية

[1]

. [2] S Y. بودنار وآخرون، الكتابة والقراءة مضاد الانجذاب المغنطيسي Mn2Au من نيل عزم الدوران تدور في المدار والمغناطيسية متباين الخواص كبيرة، طبيعة الاتصالات 9، 24 يناير 2018، دوى :. 10.1038 / s41467-017-02780-X

[3] جوزيف سيب فريدمان وآخرون، متعاقب المنطق الإلكترونية الدورانية مع الكربون المنخفضة للالأبعاد، وطبيعة الاتصالات (2017) DOI :. 10.1038 / ncomms15635

[4] G. DIETERLE، J. فورستر، H. ستول، A. S. Semisalova، S. Finizio، A. Gangwar، M. Weigand، M. Noske، M. Fhnle، I. Bykova، J. Grfe، D . A. Bozhko، H. يو. Musiienko-Shmarova، V. Tiberkevich، A. N. سلافن، C. H. العودة، J. رابي، G. شوتز، S. Wintz. المتماسك الإثارة من Heterosymmetric موجات سبين مع فائقة القصر موجات . البدنية استعراض للحروف، 2019، 122 (11) دوى: 10.1103 / PhysRevLett.122.117202