"Il n'existe aucune technologie de mémoire qui réponde à toutes ces exigences, " a déclaré Khalili. " Cela a entraîné un soi-disant " goulot d'étranglement de la mémoire " qui limite considérablement les performances et la consommation d'énergie des applications d'IA aujourd'hui. "

Pour relever ce défi, Khalili et ses collaborateurs se sont tournés vers les documents de l'AFM. Dans les matériaux AFM, les électrons se comportent comme de minuscules aimants en raison d'une propriété de mécanique quantique appelée "spin, " mais le matériau lui-même ne démontre pas une aimantation macroscopique car les spins sont alignés de façon antiparallèle.

Typiquement, les dispositifs de mémoire nécessitent un courant électrique pour conserver les données stockées. Mais dans les matériaux AFM, ce sont les spins magnétiquement ordonnés qui effectuent cette tâche, un courant électrique appliqué en continu n'est donc pas nécessaire. En prime, les données ne peuvent pas être effacées par des champs magnétiques externes. Parce que les appareils densément emballés n'interagiront pas avec les champs magnétiques, Les appareils basés sur l'AFM sont très sécurisés et faciles à réduire à de petites dimensions.

Une technologie facilement adoptable

Parce qu'ils sont intrinsèquement rapides et sûrs et consomment moins d'énergie, Les matériaux AFM ont été explorés dans des études antérieures. Mais les chercheurs précédents ont éprouvé des difficultés à contrôler l'ordre magnétique au sein des matériaux.

Khalili et son équipe ont utilisé des piliers de platine manganèse antiferromagnétique, une géométrie jamais explorée auparavant. Avec un diamètre de seulement 800 nanomètres, ces piliers sont 10 fois plus petits que les anciens dispositifs de mémoire basés sur l'AFM.

Surtout, le dispositif résultant est compatible avec les pratiques de fabrication de semi-conducteurs existantes, ce qui signifie que les entreprises de fabrication actuelles pourraient facilement adopter la nouvelle technologie sans avoir à investir dans de nouveaux équipements.

"Cela rapproche la mémoire AFM - et donc la mémoire magnétique à accès aléatoire (MRAM) hautement évolutive et haute performance - des applications pratiques, " a déclaré Khalili. " C'est un gros problème pour l'industrie car il existe aujourd'hui une forte demande de technologies et de matériaux pour étendre la mise à l'échelle et les performances de la MRAM et augmenter le retour sur l'énorme investissement que l'industrie a déjà fait dans cette technologie pour l'apporter à la fabrication."

L'équipe de Khalili travaille déjà sur les prochaines étapes vers cette traduction vers les applications.

« Nous travaillons maintenant à réduire davantage ces appareils et à améliorer les méthodes de lecture de leur état magnétique, " a déclaré Khalili. " Nous recherchons également des moyens encore plus économes en énergie d'écrire des données dans des matériaux AFM, comme le remplacement du courant électrique par une tension électrique, une tâche difficile qui pourrait encore augmenter l'efficacité énergétique d'un autre ordre de grandeur ou plus."