Исследователи из Швеции разработали сверхтонкий материал, одновременно поддерживающий два противоположных типа магнитного порядка, что открывает путь к десятикратному снижению энергозатрат в устройствах памяти. Уникальность разработки заключается в том, что впервые удалось объединить ферромагнитные и антиферромагнитные свойства в рамках единой двумерной кристаллической структуры. Такое сосуществование ранее было невозможно в одном материале.
Ферромагнетизм, лежащий в основе обычных магнитов, характеризуется упорядоченной ориентацией электронов, создающей внешнее поле. В антиферромагнетиках соседние электроны имеют противоположные спины, что делает их магнитное воздействие незаметным внешне, но крайне ценным для электроники. Ранее для совмещения этих свойств требовалось создавать сложные многослойные структуры из разных материалов.
Ключевое преимущество заключается в наличии встроенного магнитного «наклона» — внутренней асимметрии, которая позволяет переключать направление электронов без применения энергоемких внешних магнитных полей. Именно это и обеспечивает основную экономию энергии. Материал представляет собой магнитный сплав железа, кобальта, теллура и германия, слои которого соединяются за счет ван-дер-ваальсовых сил, а не химических связей, что повышает стабильность структуры.
Такая интеграция свойств в одном веществе устраняет проблемы на границах раздела, неизбежные в многослойных системах, где швы между материалами снижали надежность и усложняли производство. Открытие создает основу для разработки нового поколения энергоэффективных микросхем, которые будут востребованы в системах искусственного интеллекта, мобильных устройствах и центрах обработки данных.
А вы знаете, как всего одной настройкой снизить энергопотребление смартфона?