Исследователи из Чалмерсского технологического университета в Швеции разработали двумерный магнитный материал атомной толщины, который может сочетать две противоположные магнитные последовательности одновременно. Этот прорыв обещает снизить энергопотребление устройств хранения данных в десять раз, предоставив новые решения для удовлетворения растущих энергетических потребностей цифровых технологий.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Advanced Materials и проведены профессором физики квантовых устройств Чалмерсского технологического университета Сароджем П. Исследовательская группа под руководством Даша с участием ведущего автора доктора Чжао Бина. Уникальность нового двумерного магнитного материала заключается в наличии в его однослойной структуре одновременных ферромагнитных и антиферромагнитных последовательностей, свойство, которое создает условия для разработки более эффективных технологий хранения данных.

С распространением искусственного интеллекта, мобильных устройств и различных цифровых технологий объем данных во всем мире демонстрирует экспоненциальный рост. Исследования прогнозируют, что обработка и хранение данных могут составить почти треть глобального потребления энергии в ближайшие десятилетия. Эта тенденция побудила научное сообщество активно искать новые способы снижения энергопотребления при хранении данных.

Доктор Чжао Бин сказал: « Открытие такого сосуществования магнитной последовательности в одном тонком слое материала является прорывом. Его характеристики делают его идеально подходящим для разработки сверхэффективных чипов памяти для искусственного интеллекта, мобильных устройств, компьютеров и будущих технологий данных».

Традиционные магнитные памяти полагаются на внешнее магнитное поле для изменения направления электронов, и этот процесс требует большого количества энергии. А новый двумерный магнитный материал имеет наклонную магнитную структуру расположения, которая позволяет электронам быстро переключать направление, не полагаясь на внешнее магнитное поле. Этот внутренний механизм значительно снижает потери энергии и делает операции хранения более эффективными.

Материал использует магнитный сплав, состоящий из таких элементов, как кобальт, железо, германий и теллур, и двумерные кристаллические тонкие пленки слои накладываются силами ван дер-Ваальса. "Материалы с разнообразным магнитным поведением устраняют проблемы интерфейса в многослойных штабелях и становятся гораздо проще в изготовлении,-отмечает профессор Дэш.-Ранее штабелирование нескольких магнитных пленок вводило проблемы со швами на границе раздела, что сказывалось на надежности и усложняло производство оборудования".

Исследователи подтвердили, что этот двумерный магнитный материал способен снизить энергопотребление ячеек памяти в десять раз. Его простой производственный процесс и более высокая надежность заложили основу для широкомасштабного применения технологии хранения данных следующего поколения. Это нововведение не только поможет решить проблему энергопотребления в центрах обработки данных, но и даст импульс развитию устойчивых цифровых технологий.