Цифровой мир требует все больше памяти и скорости, но классические магнитные носители тратят энергию впустую — при перезаписи данных они нагреваются. Чтобы решить эту проблему, ученые давно исследуют мультиферроики — материалы, которые одновременно обладают и магнитными, и электрическими свойствами.

Раньше считалось, что для перемагничивания таких материалов электрическое поле должно быть направлено строго вдоль оси намагниченности. Но группа японских исследователей во главе с Кей Шигемацу и Хеной Дас доказала: это не так.

Результаты опубликованы в издании Advanced Materials.

Они работали с тонкими пленками из BiFe₀.₉Co₀.₁O₃ — редкого мультиферроика, сохраняющего свои свойства при комнатной температуре. Вырастив кристаллы в нестандартной ориентации, ученые обнаружили, что электрическое поле, приложенное параллельно поверхности пленки, меняет намагниченность в перпендикулярном направлении.

Это открытие ломает старые представления о работе памяти на мультиферроиках.

Раньше датчики и электроды приходилось размещать строго вдоль одной оси, — объясняет Шигемацу. — Теперь архитектуру устройств можно сделать гибче, а значит, увеличить плотность записи.

Чем плотнее память, тем мощнее и энергоэффективнее будут компьютеры будущего.

Этот прорыв важен по трем причинам:

• Энергоэффективность — перезапись данных без токов сократит нагрев и энергопотребление.
• Миниатюризация — гибкость конструкции позволит упаковывать ячейки памяти плотнее.
• Скорость — электрические поля управляются быстрее, чем магнитные.

В перспективе это может привести к созданию памяти, которая не уступает DRAM по скорости, но сохраняет данные без питания, как флеш-память.

Однако пока рано говорить о коммерческом применении: материал содержит висмут и кобальт, что может усложнить массовое производство из-за стоимости и токсичности. Кроме того, стабильность многократной перезаписи еще не проверена.

Ранее ученые заявили, что благодаря новой разработке память становится вечной.