Ученые нашли способ заменить в компьютерах будущего кремний на углерод

Исследователи из Техаса смогли создать компьютерную систему, работающую на основе углерода и без применения кремния. 
 
Большая часть исследования была проведена профессором-ассистентом электрических и компьютерных технологий доктором Джозефом С. Фридманом. Он разработал компьютерную систему с использованием спинтронной логики, базирующейся на углероде. Результаты исследования были опубликованы Фридманом и его соавторами 5 июня 2017 года в онлайн-журнале Nature Communications.
 
По мнению Фридмана, новая компьютерная система будет иметь большую производительность и меньший размер, чем система на кремниевых транзисторах. В основе его решения лежит углеродный спинтронный свитч, функционирующий в качестве логического шлюза. Его работа строится на базовом принципе электромагнитов: проходящий через провод электрический заряд создает магнитное поле, которое охватывает провод. 
 
Магнитное поле вокруг двухмерной ленты углерода (графеновой наноленты) оказывает влияние на ток, проходящий через ленту. В компьютерах на основе кремния транзисторы не могут воспроизводить этот феномен. Поэтому они соединены друг с другом проводами. Выход из одного транзистора соединяется проводом со входом следующего транзистора, и, таким образом, транзисторы каскадно соединены между собой. 
 
Предложенная Джозефом Фридманом конструкция спинтронной микросхемы обеспечивает каскадные логические шлюзы, не соединенные между собой физически. Ожидается, что скорость такого взаимодействия будет выше и позволит в перспективе обеспечить тактовые частоты, исчисляемые в терагерцах. Также углеродные материалы могут быть сделаны меньшего размера, поскольку у них нет ограничений, обусловленных свойствами кремниевого материала. 
 
Пока концепция еще находится на стадии разработки, но автор идеи отмечает, что работа над прототипом системы будет продолжена в междисциплинарной исследовательской лаборатории NanoSpinCompute, которой он руководит в Техасском университете в Далласе.