Weltweit erstes Silizium-Spintronik-p-Bit könnte intelligentere Computer antreiben

Technik und Auswirkungen

Auf einem Siliziumchip aufgebautDie Studie wurde, PhD, einer Forscherin am Labor für Nanoelektronik und Spintronik der Tohoku University geleitet. Das Team integrierte spintronische Bauelemente direkt auf einem Siliziumchip, indem es Halbleiter- und Spintronik-Herstellungsverfahren sowohl in Japan als auch in den USA kombinierte.

Zur Fertigung nutzte das Team den 130-nm-CMOS-Prozess (130 Nanometer), der, einem in Minnesota ansässigen Halbleiterunternehmen, bereitgestellt wurde. Anschließend integrierten sie superparamagnetische Nanobauelemente und obere Elektroden mithilfe der spintronischen Fertigungsanlagen der Universität.

Das resultierende Chipdesign demonstrierte erfolgreich die beiden wesentlichen Eigenschaften, die für den Betrieb eines p-Bits erforderlich sind. Zunächst beobachtete das Team stochastische Schwankungen der Ausgangsspannung über die Zeit und bestätigte, dass das Gerät Zuständen umschalten kann.

Zudem zeigten sie, dass der mittlere

Zudem zeigten sie, dass der mittlere Ausgang durch eine angelegte Eingangsspannung gesteuert werden kann, wodurch das probabilistische Verhalten justierbar ist.

Die Wissenschaftler betonten, dass dies die erste experimentelle Demonstration eines spintronischen p-Bits darstellt, das monolithisch auf einem Siliziumchip mittels Halbleiter-IC-Prozessen integriert wurde.

Die Ergebnisse könnten größere spintronische p-Computer ermöglichen. „Durch weitere Fortschritte in den Technologien für Bauelemente und Schaltungen sowie durch eine Erhöhung der Anzahl integrierter p-Bits erwarten die Forscher, dass spintronische p-Computer der großflächigen praktischen Umsetzung näher rücken werden", so die Universität in einer Pressemitteilung.

Die Studie wurde im Fachjournal IEEE Electron Device Letters veröffentlicht.