Сотрудники Научно-исследовательского института ядерной физики (НИИЯФ) имени Д.В. Скобельцына МГУ имени М.В.Ломоносова изучили сверхпроводные электронные устройства и сделали обзор физических изменений, которые произошли в цепях логики и памяти таких приборов. Результаты работы были опубликованы в журнале Beilstein Journal of Nanotechnology.
Сверхпроводниковая цифровая электроника — это одна из наиболее перспективных технологий для создания суперкомпьютеров. Она основана на использовании сверхпроводников — материалов, у которых при определенной температуре электрическое сопротивление становится равно нулю. Учёные описали эволюцию сверхпроводниковой цифровой электроники и физических принципов функционирования её цепей логики и памяти.
«В своей работе мы отметили достоинства и недостатки рассмотренных принципов функционирования для создания энергоэффективных, компактных и быстродействующих компьютерных схем», — рассказал один из авторов статьи Игорь Соловьев, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник отдела микроэлектроники НИИЯФ МГУ.
В ходе исследования учёные провели обзор литературы и проконсультировались с ведущими исследователями в этой области на международных конференциях или по электронной почте. Также они рассмотрели изменение сверхпроводниковых схем за последние 25 лет и выяснили, что основные изменения касаются их энергоэффективности: появились схемы, которые не потребляют энергию в режиме ожидания, а в активном режиме — режиме обработки информации — потребляют энергию на три-четыре порядка меньше, чем их полупроводниковые аналоги. Вместе с этим в современных схемах на порядок уменьшились размеры базовых элементов сверхпроводниковых схем, и плотность интеграции увеличилась.
Учёные рассказали, что планируют создать новые базовые элементы, в составе которых совместно используются как сверхпроводящие, так и ферромагнитные материалы. Такие элементы, управляемые магнитным полем, могут найти свое применение при создании запоминающих устройств с большой ёмкостью хранения информации.
«Мы надеемся, что в соответствие с выводами, сделанными из представленного обзора, работа стимулирует фундаментальные и прикладные исследования в наиболее актуальных направлениях развития цифровой сверхпроводниковой технологии», — заключил ученый.
Исследование поддерживалось грантом Российского научного фонда. Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Казанского университета, Всероссийского научно-исследовательского института автоматики имени Н.Л. Духова, Московского технологического университета, Научно-исследовательского института физических проблем имени Ф.В. Лукина и из Института электронной инженерии и нанотехнологий Академии наук Молдовы.
© 2018, Московский Государственный Университет
Оригинал новости: https://www.msu.ru/science/news/fiziki-iz-mgu-rasskazali-kak-menyalas-sverkhprovodnaya-tsifrovaya-elektronika.html