ساخت آلیاژی که دنیای دیجیتال را متحول می‌کند

با پیشرفت دستگاه‌های دیجیتال، تقاضا برای سامانه‌های حافظه پرسرعت و بهینه، رو به افزایش است. دانشمندان در تلاش‌ هستند مواد جدیدی بیابند که جایگزین فناوری‌های فعلی حافظه شوند و مصرف انرژی را به صورت چشمگیری کاهش دهند.

پژوهشگران پردیس تویین سیتیز دانشگاه مینه‌سوتا، فناوری جدیدی برای بهبود حافظه رایانه یافته‌اند که می‌تواند حافظه‌های دیجیتال را سریع‌تر و کم‌مصرف‌تر کند. این فناوری سرعت شارژ گوشی‌ها، مراکز داده و لپ‌تاپ‌ها را افزایش فوق‌العاده‌ای بدهد. یافته‌های آن‌ها در مجله معتبر اَدوَنسد مَتریالز/ مواد پیشرفته (Advanced Materials) منتشر شده و ثبت اختراع این فناوری نیز انجام شده است.

دستیابی به موفقیت با آلیاژ Ni۴W

در این مطالعه، پژوهشگران روشی مؤثرتر برای کنترل مغناطش (میزان و جهت مغناطیسی‌شدن یک ماده) در قطعات الکترونیکی مینیاتوری ارائه کردند. آن‌ها از ماده‌ای به نام Ni۴W که از ترکیب نیکل و تنگستن ساخته می‌شود استفاده کردند. ویژگی منحصربه‌فرد این آلیاژ کم‌تقارن این است که گشتاور اسپین‌مدار (SOT) قوی تولید می‌کند، که اثری حیاتی در کنترل مغناطیس در حافظه‌ها و مدارهای منطقی پیشرفته دارد.

ییفی یانگ (Yifei Yang)، یکی از اعضای این گروه پژوهشی، توضیح داد: Ni۴W برخلاف سایر مواد، می‌تواند جریان‌های اسپینی را در چندین جهت ایجاد کند که امکان سوئیچینگ بدون میدان (تغییر حالت مغناطیسی بدون نیاز به آهن‌رباهای خارجی) حالت‌های مغناطیسی را بدون نیاز به میدان‌های مغناطیسی خارجی فراهم می‌کند.

وی گفت: ما بازده بالای گشتاور اسپین‌مدار چندجهته را هم در Ni۴W خالص و هم در ترکیب با تنگستن مشاهده کردیم که نشان‌دهنده قابلیت بالای این ماده برای استفاده در دستگاه‌های اسپینترونیک کم‌مصرف و پرسرعت است.

مزایای کلیدی آلیاژ جدید

این آلیاژ از فلزات رایج ساخته شده و دارای قابلیت تولید با فرآیندهای صنعتی استاندارد است. همچنین به دلیل مقرون‌به‌صرفه‌بودن برای شرکای صنعتی، جذاب است و قابلیت فراوانی دارد که در فناوری‌های روزمره مانند ساعت‌ها و گوشی‌های هوشمند استفاده شود. این پیشرفت می‌تواند تحولی در فناوری‌های ذخیره‌سازی و پردازش اطلاعات ایجاد کند.