Инженеры Массачусетского технологического института разработали магнитный транзистор на основе двумерного материала. Он одновременно усиливает сигнал и хранит данные, что делает электронику компактнее и энергоэффективнее.
Учёные из MIT представили магнитный транзистор нового поколения, который может изменить подход к созданию микросхем. В отличие от кремниевых устройств, ограниченных минимальным рабочим напряжением, новая разработка управляет потоком электронов через их спин, а не заряд. Такой принцип лежит в основе спинтроники и открывает дорогу к компактным схемам с низким энергопотреблением.
Ключевой элемент транзистора — двумерный магнитный полупроводник бромид сульфида хрома. Он обладает стабильными магнитными свойствами и устойчив к воздействию воздуха. Материал нанесли тонким слоем на кремниевую подложку с электродами, которые регулируют работу устройства.
Транзистор переключается между двумя магнитными состояниями, изменяя электронные свойства под действием внешнего поля. Эксперименты показали, что он усиливает или переключает ток в 10 раз, тогда как прежние разработки обеспечивали лишь несколько процентов прироста. Такой результат даёт быстрый и чёткий отклик, подходящий для задач высокой производительности.
Исследователи также выяснили, что магнитные состояния можно контролировать напрямую электрическим током. Это значительно упрощает масштабирование технологии и открывает путь к созданию чипов с множеством подобных транзисторов.
Ещё одно ключевое преимущество — встроенная память. Магнитные свойства позволяют устройству сохранять состояние без отдельного запоминающего блока. Такой подход даёт возможность реализовать вычисления в памяти — направление, которое становится особенно важным в эпоху искусственного интеллекта и периферийных вычислений.
Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.
