(Phys.org) — De nouveaux travaux de chercheurs de l'UC Berkeley pourraient bientôt transformer les éléments constitutifs de l'électronique moderne en faisant des commutateurs nanomagnétiques un remplacement viable pour les transistors conventionnels que l'on trouve dans tous les ordinateurs.

Transistors à base de semi-conducteurs, les interrupteurs marche-arrêt qui dirigent le flux d'électricité et forment le système nerveux d'un ordinateur, ont consommé de plus grandes quantités d'énergie à des températures de plus en plus élevées à mesure que les vitesses de traitement augmentent. Depuis plus d'une décennie, les chercheurs ont recherché les aimants comme alternative aux transistors, car ils nécessitent beaucoup moins d'énergie lors de la commutation. Cependant, jusqu'à maintenant, la puissance nécessaire pour générer le champ magnétique pour orienter les aimants afin qu'ils puissent facilement s'allumer et s'éteindre a annulé une grande partie des économies d'énergie qui auraient été réalisées en s'éloignant des transistors.

Les chercheurs de l'UC Berkeley ont surmonté cette limitation en exploitant les propriétés spéciales du rare, tantale métal lourd.

Dans un article publié en ligne dimanche, 17 novembre dans la revue Nature Nanotechnologie , les chercheurs décrivent comment ils ont créé ce que l'on appelle l'effet Spin Hall en utilisant des nano-aimants placés sur du fil de tantale, puis en envoyant un courant à travers le métal. Les électrons dans le courant tourneront au hasard dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse. Lorsque le courant est envoyé à travers le noyau atomique du tantale, les propriétés physiques du métal trient naturellement les électrons vers des côtés opposés en fonction de leur direction de rotation. Cela crée la polarisation que les chercheurs ont exploitée pour commuter des aimants dans un circuit logique sans avoir besoin d'un champ magnétique.

"Il s'agit d'une percée dans la poussée de l'informatique de faible puissance, " a déclaré le chercheur principal de l'étude Sayeef Salahuddin, Professeur adjoint d'ingénierie électrique et d'informatique à l'UC Berkeley. "La consommation d'énergie que nous constatons est jusqu'à 10, 000 fois inférieur aux schémas de pointe pour le calcul nanomagnétique. Nos expériences sont la preuve de concept que les aimants pourraient un jour être un remplacement réaliste des transistors."