Разработан сверхпроводящий элемент памяти нового типа

Ученые предложили использовать в сверхпроводящих элементах памяти тот же принцип, что сейчас широко используется в жестких дисках, т.е. ферромагнитный способ сохранения информации. Тем самым удастся совместить высокую скорость доступа к памяти, характерную для сверхпроводящих устройств, и высокую емкость ферромагнетиков.

Существовавшие ранее сверхпроводящие устройства использовали в качестве единицы информации "квант" магнитного потока, который занимал сравнительно большой объем в устройстве SQUID (аббревиатура от англ. superconducting quantum interference devices - сверхпроводящий квантовый интерференционный датчик). Разработчиком нового элемента памяти удалось связать микроскопические ферромагнитные элементы с электронными компонентами - контактами Джозефсона (токопроводящими структурами, образованными двумя сверхпроводящими слоями, разделенными тонким слоем изолятора).

Для записи данных используется протекающий через контакт Джозефсона ток, который намагничивает ферромагнитный элемент. Направление намагниченности в этом элементе может иметь два значения - либо в сторону контакта Джозефсона, либо в противоположном направлении, и тем самым ферромагнитный элемент сохраняет 0 или 1. Изменение 0 на 1 и наоборот происходит под действием тока на контакте.

Ферромагнитные элементы в этой ячейке памяти могут иметь очень малые размеры, и они могут быть расположены очень близко к контакту. Исследователи решили проверить концепцию и создали прототип устройства, где использовали несколько матриц с металлическим ниобием, на каждую матрицу приходилось восемь джозефсоновских контактов. В качестве ферромагнитного материала использовали пермаллой (сплав железа с никелем).

Первые испытания оказались успешными, хотя и не обошлось без проблем - ток записи информации, необходимый для намагничивания пермаллоя, был слишком велик. Этот недостаток можно преодолеть, просто заменив пермаллой на другой ферромагнетик. Самое главное - прототип продемонстрировал способность записывать и считывать информацию, и создание годного к массовому выпуску устройства - дело недалекого будущего, считают ученые.