Multiferroiczna pamięć działa w temperaturze pokojowej
Międzynarodowy zespół naukowy pracujący pod kierunkiem specjalistów z Cornell University stworzył działający w temperaturze pokojowej magneto-elektryczny układ pamięci. Urządzenia tego typu mogą w przyszłości posłużyć do wyprodukowania energooszczędnych urządzeń zawsze gotowych do pracy. Naukowcy na całym świecie od kilkunastu lat starali się stworzyć multiferroiczny układ działający w temperaturze pokojowej.
Układ pamięci bazuje na materiałach, w których połączono właściwości magnetyczne i ferroelektryczne. W wyniku tego przełączanie stanów układu odbywa się za pomocą samego napięcia. Zaletą jest tutaj mały pobór energii. Do pracy potrzebuje niskiego napięcia, bez przepływu prądu. Urządzenia wymagające przepływu zużywają dużo energii, której wiele się marnuje w postaci ciepła - wyjaśnia John Heron z Cornella.
Międzynarodowy zespół, w skład którego wchodzą naukowcy z Cornella, University of Connecticut, University of California, chińskiego Tsinghua University oraz Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologicznego w Zurichu, wykorzystali w swoim układzie pamięci żelazian bizmutu (BiFeO3). Substancja ta posiada stałe lokalne pole magnetyczne i jednocześnie polaryzację elektryczną, którą można przełączać za pomocą pola elektrycznego.
Naukowcy najpierw teoretycznie, a później w praktyce wykazali, że przełączanie w urządzeniu z żelazianu bizmutu odbywa się dwustopniowo. To właśnie dwustopniowy proces pozwala na pracę w temperaturze pokojowej. Inne materiały multiferroiczne również można przełączać, jednak w pracują w temperaturach bliskich zeru absolutnemu. Co więcej, okazało się, że żelazian bizmutu wymaga też o rząd wielkości mniej energii niż inna obiecująca technologia układów pamięci – STT (spin-transfer-torque).
Komentarze (35)
Gość SzagiMagi, 24 grudnia 2014, 22:41
Jestem elektronikiem ale o "napięciu prądu" słyszę po raz pierwszy.
Fred Onizuka, 28 grudnia 2014, 16:10
Chodziło o to, że wystarczy sama różnica potencjałów - przepływ prądu nie jest konieczny. Kłopot polega na tym, że słowo "prąd" ma, w języku potocznym (i nie tylko), kilka znaczeń i często są one mylone:
1. Prąd, jako istnienie różnicy potencjałów (elektrycznych), np. "prąd" w gniazdku.
2. Prąd jako przepływ (no właśnie, czego - "prądu" ? ), elektryczności (elektronów), a raczej jego natężenie (wyrażany w amperach).
PS. Domyślam się, że Twoja wypowiedź była retoryczna i wiesz, o co chodzi (sam jestem, a raczej byłem, elektronikiem). Jednak dla osób, które mylą te pojęcia, czyli wiekszości ludzi, takie dziwaczne sformułowanie (napięcie prądu), pozwala na zrozumienie, o który "prąd" chodzi.
Astroboy, 28 grudnia 2014, 16:38
Nie, nie pozwala. Lepsze rozumienie przez powielanie błędu? Dosyć karkołomna teza. Wydaje mi się, że każdy, kto ogarnia rozwiązanie opisywane w artykule pewnie zaprotestuje.
Edit: może to dobre miejsce, bo już kiedyś chciałem o tym napisać. Może nie warto używać pseudoargumentów "jestem/ byłem elektronikiem", "od trzeciego roku życia trzymam w dłoni lutownicę", "całkuję od piątego roku życia", itp., itd. Ktoś tam kiedyś napisał coś dobrego w temacie: "składaj albo spadaj" (Fokus vel Alszer).
Fred Onizuka, 28 grudnia 2014, 18:55
Nie jestem, do końca, przekonany, że to sformułowanie jest błędne - na pewno jest niepoprawne. Nie wprowadza jednak błąd, tylko precyzuje, o co chodzi, w bardzo uproszczony sposób.Osobom orientującym się w temacie, wydaje się to rażące, ale dla laika (portal prezentuje informacje z różnych, czasem, bardzo odległych od siebie dziedzin - a trudno znać się na wszystkim), takie sformułowanie, może być pomocne w zrozumieniu.
Astroboy, 28 grudnia 2014, 18:57
Mogę tylko podziwiać mistrzostwo słowa.
Wyjaśnij proszę, JAK?
Fred Onizuka, 28 grudnia 2014, 19:13
Jeśli się dokładnie wczytasz w treść tamtego postu, to raczej zauważysz, że nie użyłem tego jako argumentu, lecz było to nawiązanie do treści wypowiedzi, którą komentowałem, dodatkowo, umieściłem to w nawiasie. A co do "pseudoargumentów" - wydaje mi się, że np. studia " elektroniczne" (jak, w moim przypadku), mogą sugerować, posiadanie jakiejś wiedzy w temacie - ale jeszcze raz tu zaznaczę, nie użyłem tego, jako argumentu.
Astroboy, 28 grudnia 2014, 19:18
Poproszę zatem o wyjaśnienie, jaki był cel treści w nawiasie?
Upierdliwie wrócę do sedna:
Fred Onizuka, 28 grudnia 2014, 19:24
Świat nie jest czarno-biały. Nie istnieją tylko dobre i złe rozwiązania/sformułowania itd. To, że coś nie jest idealne (a może być lepsze), nie oznacza, że jest złe.
Może prosty (i dziwny) przykład: można z Krakowa do Warszawy jechać przez Gdańsk. Nie jest to trasa "dobra" (jest kiepska, wręcz fatalna), ale nie można jej nazwać całkowicie błędną - da się dojechać .
Wyjaśnienie (dla sformułowania "napięcie prądu") jest dość proste.
Samo słowo "prąd" może oznaczać zarówno samą obecność napięcia jak i przepływ (natężenie przepływu) prądu (mówię o języku potocznym). Dodanie słowa "napięcie", wskazuje jednoznacznie, że chodzi o ten pierwszy przypadek (tylko "obecność napięcia").
Astroboy, 28 grudnia 2014, 19:46
Nie mówiłem, że jest złe, prosiłem tylko, byś wykazał, że jest LEPSZE.
Można. Ale jak się to ma do multiferroików?
Nie musi.
To zapomnij o "potocznym", bo lepszy prąd daje księżycówka znajomego. Prąd (elektryczny) jako wielkość (nie zjawisko) oznacza prąd ładunku elektrycznego. Myślę, że wszystko w temacie.
Fred Onizuka, 28 grudnia 2014, 19:48
Mój poprzednik użył sformułowania "Jestem elektronikiem". Nie odniosłem wrażenia, że się tym chwali, lecz chodzi o to, że formy "napięcie prądu" nie spotyka w swojej "branży" (nie było sprecyzowane, czy chodzi o hobby, czy o zawód, ale założyłem to drugie).
Moja wypowiedź (że również byłem elektronikiem - też się nie chwaliłem ), miała sugerować, że również "siedzę w temacie" i też nie spotkałem się z takim określeniem (wśród osób zajmujących się elektroniką).
Samych nawiasów używam (przynajmniej ja), do określenia fragmentów mniej ważnych, zwykle jako rozwinięcie/doprecyzowanie głównej tresci.
Astroboy, 28 grudnia 2014, 19:53
(też, i to dobrze, że powiem nieskromie, choć z tego NIGDY nie żyłem, siedzę w temacie; nie tylko w tym zresztą )
Fred Onizuka, 28 grudnia 2014, 20:05
To był, jak zaznaczyłem, przykład. Przykłady mają to do siebie, że nie muszą bezpośrednio nawiązywać do tematu (stanowią tylko analogię).
Oczywiście, że nie musi - dlatego użyłem słowa "może" .
Można też rozpatywać wiele innych znaczeń tego słowa, ale zawęziłem je tylko do pasujących do tematu artykułu.
Astroboy, 28 grudnia 2014, 20:18
Wybacz, ale jazda z Krakowa do Warszawy przez Gdańsk, to moim zdaniem bardzo mizerna analogia tematyki artykułu.
Owszem, ale rozumiesz to, co napisałeś wcześniej?
Wybacz, ale jeśli chciałbyś uczynić coś dla NAUKI, to lepiej zamilknij.
Edit: wybacz za pytanie, ale czy mógłbyś mnie oświecić, na jakiej to uczelni tak pięknie uczy się "elektroniki"?
Fred Onizuka, 28 grudnia 2014, 20:19
Teraz ja się przyczepię .
Co oznacza sformułowanie "prąd ładunku elektrycznego"?
Szczególnie "dręczy" mnie słowo "prąd" (w tym kontekście).
Astroboy, 28 grudnia 2014, 20:29
Wypełniając zapewne elementarne obowiązki Twojej Alma Mater spieszę z wyjaśnieniem, że prąd oznacza taki dziwny operatorek różniczkowania po czasie. W naszym kontekście oznacza to zwyczajnie szybkość przepływu ładunku elektrycznego. W czym jeszcze mogę Ci pomóc?
Fred Onizuka, 28 grudnia 2014, 20:43
Ten przykład nie odnosił się do tematyki artykułu, lecz tego, że rozwiązania nie dzielą się tylko na "dobre" i "złe".
Naukowcem nie jestem. Od rozważań czysto teoretycznych, typu: "Ile diabłów się mieści na szpilce i czy szpilka na pewno istnieje" (chociaż to, co podałem, to raczej domena filozofii/teologii), wolę rozwiązania praktyczne - jestem empirykiem (taka praca).
Moje wpisy nie pretendują do bycia jakimiś wzorcami naukowej poprawności - to tylko forum, a nie sympozjum naukowe
(Politechnika Śląska, dzienne, lata 90'te).
A więc zamiast "prąd ładunku elektrycznego" LEPSZE byłoby "szybkość przepływu ładunku elektrycznego" .
Wiedząc (na podstawie Twoich wpisów), jaką wagę przywiązujesz do precyzji definicji/wypowiedzi, dziwię się, że nie użyłeś tego sformułowania od razu.
Astroboy, 28 grudnia 2014, 20:57
Zawsze zakładam, że mój interlokutor jest czystym Oświeceniem. Ostatecznie, jeśli nawet o tym nie wie, to i tak jest.
Edit: może by było jasne
też nie jestem.
Protestuję! TO właśnie forum to AŻ forum.
Jajcenty, 28 grudnia 2014, 23:04
Zatem Twój prąd ma wymiar [m*s-2] ? Astro wstąpiłeś na pozycje purysty naukowego jednocześnie nie przykładając wagi do precyzji własnych słów, Zdefiniowałeś prąd elektryczny jako prąd a teraz to. Odstaw to wino.
edit: to już oficjalne: wątek został przeklęty przez Boga Precyzji.
Flaku, 29 grudnia 2014, 01:05
Nie wiem skąd wytrzasnąłeś to [m*s-2]. Jeśli "prąd oznacza taki dziwny operatorek różniczkowania po czasie" i przyjmiemy, że ten operatorek jest mnożony razy funkcję i w wyniku otrzymujemy jej różniczkowanie, to prąd ma wymiar [s-1]. W inny sposób trudno byłoby sobie w ogóle wyobrazić wymiar operatora różniczkowania. Jestem ciekawy jakim tokiem myślenia doszedłeś do tego [m*s-2]
Astroboy, 29 grudnia 2014, 07:12
Skrobnołek se wungielkiem na łodrzwiach stodoły i jakoś nie chce wylezać inaczy, niż [C*s-1]. Czyli amper zwyczajny Panie.
Prąd elektryczny vs.prąd. No ponoć "prąd" nie jest precyzyjny.
Ano Bóg Precyzji lubi wino. Czasem mi tu nawet Bachus bywa zazdrosny…
thikim, 29 grudnia 2014, 07:29
Próbuję zrozumieć co to wszystko ma wspólnego z pamiecią, o multiferroicznej to nawet nie wspomnę
Astroboy, 29 grudnia 2014, 08:17
Pamiętałem, ale "prądu zabrakło" i siem wykasiło.
Edit: w tej "popularyzacji" nauki zapomniałem dodać, że moje wina osiągają i 20 woltów.
Edit2: Jajcenty, myslałem, że taki formalizm to Twój chleb powszedni:
http://physics.stackexchange.com/questions/70088/quantum-mechanics-current-operators
Jajcenty, 29 grudnia 2014, 09:10
Mój błąd.Pierwotnie było dobrze ale ... poprawiłem. Pochodna prędkości po czasie to właśnie m*s-2
Dalej się upieram, że "szybkość" to pochodna drogi po czasie. Natężenie prądu to pochodna ładunku po czasie. Nie ma to nic wspólnego z szybkością rozumianą jako droga przez czas.
Astroboy, 29 grudnia 2014, 09:14
Porzuć ciemną stronę! "Szybkość" oznacza zwyczajnie zupełną różniczkę po czasie. Szybkość wykonywania pracy to właśnie MOC. Niech będzie z Tobą!
Edit: "różniczkę po czasie". Jeju, dobrze że nikt nie zauważył; chodziło o pochodną.