Современные компьютеры используют логические микросхемы, основанные на транзисторах, которые с каждым годом становятся все меньше и меньше. Одна проблема — транзисторы постепенно достигают предела миниатюризации. Другая проблема — тепло, выделяемое современными транзисторами, изготовленными по технологии К-МОП, количество которого увеличивается по мере наращивания плотности упаковки транзисторов. Специалисты Северо-западного университета (Иллинойс, США) предлагают бороться с «перегревом», отказавшись от К-МОП и перейдя на магнитные полупроводники.
Пока графеновые транзисторы все еще остаются делом будущего, американские ученые предлагают попробовать еще один путь эволюции современной электроники — магнитные полупроводники, обладающие свойствами, как ферромагнетиков, так и полупроводников. Для них существует возможность контролировать квантовое спиновое состояние (т. н. эффект спинового токопереноса), что позволяет применить их для создания нового типа транзисторов. Это направление в квантовой электронике получило название «спинотроники». Использование магнитных полупроводников может в миллион раз повысить энергетическую эффективность транзисторов.
— Нам удалось разработать устройства, из которых можно собрать логическую схему, способную выполнять все необходимые операции булевой логики и которые можно объединять в функциональные модули, для выполнения сложных задач. Мы успешно применили спинотронные логические элементы для выполнения тех же задач, которые решают с помощью К-МОП электроники, причем элементов понадобилось меньше, и работали они эффективнее, — поясняет один из авторов работы, профессор Брюс Уэсселс.
Новое семейство логических схем, использующих эффект спинового токопереноса может привести к настоящей революции в производстве микропроцессоров. Конечно, это довольно оптимистический взгляд на вещи, и в любом случае разработка и внедрение новой технологии потребуют нескольких лет, но, как считает ведущий автор работы Джозеф Фридман, «это изобретение открывает новые горизонты».
