זה לא ספין, קפיצה אקספוננציאלית לזיכרון המגנטי הספינטרוני

ספינטרוניקה הוא ענף משגשג של ננו-אלקטרוניקה השונה מהאלקטרוניקה המסורתית. באלקטרוניקה המסורתית נעשה שימוש במטען החשמלי של האלקטרון, ואילו בספינטרוניקה נעשה שימוש גם בספין - המומנט המגנטי שהאלקטרון נושא.

יישומים נוכחיים עיקריים של ספינטרוניקה כוללים חישה מגנטית וזיכרון מגנטי לא נדיף (אמצעי לאחסון נתונים שאינו תלוי באספקת חשמל), וקיימת ציפייה לפריצות דרך נוספות, בין היתר בתחום העיבוד ובתחום של זיכרונות חדשניים. לרוב, מכילים התקנים ספינטרוניים מרכיבים מגנטיים הניתנים למניפולציה בין מצבים שונים באמצעות זרמים מקוטבים מגנטית. בהתקנים ספינטרוניים המשמשים לזיכרון, מספר המצבים מציב חסם עליון לנפח הזיכרון שניתן לאגור. לתאי זיכרון מגנטיים מסחריים הקיימים היום יש שני מצבים מגנטיים יציבים, אך הגדלת מספר המצבים עשויה להניב יתרונות כמו הגדלת צפיפות הזיכרון וסלילת הדרך לתכנון סוגים חדשים של זיכרון.

חוקרים מקבוצה בראשותו של פרופ' ליאור קליין מהמחלקה לפיזיקה והמרכז לננו-טכנולוגיה בבר-אילן הראו שמבנים מגנטיים פשוטים יחסית עשויים לתמוך במספר אקספוננציאלי (מעריכי, כזה הגדל באחוז גידול קבוע) של מצבים. המבנים שנחקרו עשויים משכבות מגנטיות דקות בצורה של שתיים, שלוש או ארבע אליפסות החותכות זו את זו והודגם שהם יכולים לתמוך ב -2^2N מצבים מגנטיים דיסקרטיים, כש-N מייצג את מספר האליפסות. כמו כן, הודגמה האפשרות לעבור בין המצבים באמצעות יצירת זרמי ספין.

היכולת לייצב ולשלוט על מספר אקספוננציאלי של מצבים מגנטיים דיסקרטיים במבנים פשוטים יחסית היא תרומה משמעותית לספינטרוניקה, שכן היא עשויה לאפשר ייצור זיכרון מגנטי רב-מצבי (לדוגמה, מספיקות 4 אליפסות כדי לייצב 256 מצבים) שיוכל לאגור הרבה יותר אינפורמציה בשטח נתון, לתרום לפיתוח חישוב נוירומורפי, כזה המדמה את פעולת המוח, ועוד.

 ד"ר שובהנקר דאס, אריאל צאיג וד"ר מוטי שולץ (תרמו למחקר שנעשה בהנחיית פרופ' ליאור קליין. המאמר הופיע כמאמר שער בגיליון חודש יוני של Applied Physics Letters שנחשב לעיתון מוביל בתחום הפיזיקה היישומית.

קישור למאמר המלא>>

לריאיון ברדיו בתוכנית 'שלושה שיודעים'>>