Магниты для спинтроники на основе кремния

Тема спинтроники не раз поднималась на страницах "КВ" (см., например, №9'2004). Идея использовать для обработки информации не только заряд электронов, но и их спин, и в самом деле весьма привлекательна. Другой вопрос, как это осуществить. Предложений предостаточно, но, чтобы технология получила право на жизнь, она должна быть достаточно дешевой и простой. Естественно желание многих исследователей адаптировать хорошо отработанные кремниевые технологии. Однако сам кремний магнитными свойствами не обладает. Попытки создать их за счет легирования кремния металлами приводили к разрушению его кристаллической структуры и значительно понижали электропроводность.

Однако похоже, что международному коллективу ученых удалось преодолеть эти трудности. В качестве основы они использовали смесь кремния и железа, легированную кобальтом, и показали, что она обладает необходимыми магнитными свойствами без всякого нарушения кристаллической структуры. Собственно, и секрет весь заключался в том, чтобы подобрать такие металлы, которые могут соединяться с кремнием с образованием кристаллов, точно повторяющих исходные по форме и размерам.

Открытие расчищает путь к созданию спинтронных компьютерных чипов, совместимых с существующими производственными технологиями. Однако имеется пока существенное препятствие, связанное с тем, что легированный кобальтом селицид железа демонстрирует магнитные свойства при температуре ниже -220°С, а для практического использования спинтронные чипы должны нормально работать при температурах выше 50°С. Так что ближайшая задача ученых - поискать какие-то другие комбинации металлов с кремнием, которые демонстрировали бы высокотемпературный магнетизм. Полагают, что задача эта будет решена в течение ближайшего десятилетия.

Источник: New Scientist (22 марта).

Компьютеры будущего будут охлаждаться "наномолниями"

Инженеры из Purdue University разработали новую технологию охлаждения компьютеров, основанную на использовании чего-то вроде "наномолний" для создания небольших воздушных потоков. Им удалось продемонстрировать дееспособность созданного устройства, и недавно оно было запатентовано.

Работа устройства основана на генерировании ионов при помощи электродов, расположенных очень близко друг к другу на компьютерном чипе. Отрицательно заряженные электроды (катоды) были изготовлены из углеродных нанотрубок с концами шириной всего 5 нм. При подаче напряжения нанотрубки испускают электроны в направлении положительно заряженных электродов. При этом электроны ионизируют молекулы воздуха, что в результате приводит к электрическому разряду. В отличие от обычной молнии, требующей для пробоя воздуха десятков киловольт, наномолнии производятся при напряжениях в 100 и менее вольт. Направленный поток ионов создается за счет переключения напряжения с определенной частотой между двумя областями: генерирования ионов и накачки. Этот поток ионов увлекает за собой неионизированные молекулы воздуха, создавая, таким образом, постоянный воздушный поток.

Пресс-релиз: news.uns.purdue.edu/html4ever/2004/040322.Garimella.nanolight.html.

"Нанопена" - пятая форма углерода

Ученые из Австралийского Национального университета в Канберра создали новую углеродную структуру, условно названную "нанопеной". Новый материал представляет собой чрезвычайно легкое пористое тело, обладающее к тому же магнитными свойствами. "Нанопена" была получена в результате обстрела углеродной мишени лазерными импульсами с частотой 10000 импульсов в секунду. Когда углерод разогревался до температуры 10000°С, начинала образовываться своеобразная паутина углеродных нанотрубок. Ее-то и назвали "нанопеной". Исследования с помощью электронного микроскопа показали, что это действительно новая форма углерода, кроме уже известных четырех: графита, алмаза, нанотрубок и полых сферических структур, известных как бакиболлы (buckyballs) или фуллерены.

Неожиданным оказалось то, что новый материал, в отличие от других форм углерода, обладает магнитными свойствами, которые сохраняются в течение нескольких часов при комнатной температуре, а этого может быть вполне достаточно для новых практических применений "нанопены". В частности, она поможет получать изображения кровяного потока с использованием техники магнитного резонанса, а также изучать разного рода опухоли. Однако изучение "нанопены" еще только начинается и не исключено, что сфера ее применения окажется значительно более широкой.

Источник: Nature (23 марта). Подробности: arxiv.org/abs/cond-mat/0310751.

Сергей САНЬКО