Domicile > Nouvelles > Sujet brûlant > La logique magnétique crée des puces mutables
Certifications
Nous contacter

E-mail:lily@goldbridgesz.com
Contacter maintenant

Nouvelles

La logique magnétique crée des puces mutables

Lucy 2019-08-29 19:04:54
Le logiciel peut transformer un ordinateur de traitement de texte en calculateur de numéro en téléphone vidéo. Mais le matériel sous-jacent est inchangé. Désormais, un type de transistor qui peut être commuté avec du magnétisme au lieu de l’électricité pourrait également rendre les circuits malléables, permettant ainsi de créer des gadgets plus efficaces et plus fiables, des téléphones intelligents aux satellites.

Les transistors, simples commutateurs au cœur de l’électronique moderne, utilisent généralement une tension minuscule pour basculer entre marche et arrêt. L’approche par la tension est très fiable et facile à miniaturiser, mais présente des inconvénients. Premièrement, le maintien de la tension nécessite de l’alimentation, ce qui augmente la consommation d’énergie de la micropuce. Deuxièmement, les transistors doivent être câblés dans les puces et ne peuvent pas être reconfigurés, ce qui signifie que les ordinateurs ont besoin de circuits dédiés pour toutes leurs fonctions.

Un groupe de recherche basé à l'Institut coréen de la science et de la technologie (KIST) à Séoul, en Corée du Sud, a mis au point un circuit susceptible de résoudre ces problèmes. Le dispositif, décrit dans un article publié sur le site Web de Nature le 30 janvier, utilise le magnétisme pour contrôler le flux d'électrons à travers un pont minuscule de l'antimoniure d'indium, un matériau semi-conducteur (S. Joo et al. Nature http://dx.doi.org /10.1038/nature11817; 2013). Il s’agit «d’une nouvelle tournure intéressante dans la mise en œuvre d’une porte logique», déclare Gian Salis, physicien au laboratoire de recherche d’IBM à Zurich en Suisse.

Le pont comporte deux couches: un pont inférieur avec un excès de trous chargés positivement et un pont supérieur principalement constitué d’électrons chargés négativement. Grâce aux propriétés électroniques inhabituelles de l'antimoniure d'indium, les chercheurs peuvent contrôler le flux d'électrons à travers le pont en utilisant un champ magnétique perpendiculaire. Lorsqu'ils fixent le champ dans une direction, les électrons sont éloignés du pont inférieur positif et s'écoulent librement. Lorsque le champ magnétique est inversé, les électrons s’écrasent dans le pont inférieur et se recombinent avec les trous, ce qui désactive effectivement l’interrupteur (voir «Verrou magnétique»).


La capacité d'une porte à logique magnétique à maintenir l'interrupteur en marche ou à l'arrêt sans tension "pourrait entraîner une réduction importante de la consommation d'énergie", déclare le co-auteur de l'étude, Jin Dong Song, physicien au KIST. Encore plus impressionnant, les commutateurs magnétiques «peuvent être manipulés comme des logiciels», dit-il, en retournant simplement le champ pour activer ou désactiver un circuit. Ainsi, un téléphone mobile pourrait, par exemple, reprogrammer une partie de son microcircuit pour traiter une vidéo pendant que son utilisateur visionnait un clip sur YouTube, puis faire passer la puce en traitement de signal pour prendre un appel. Cela pourrait réduire considérablement le volume de circuits nécessaires à l'intérieur du téléphone.

Une telle logique reconfigurable pourrait être inestimable pour les satellites, ajoute Mark Johnson du Naval Research Laboratory à Washington DC, co-auteur du document. Si une partie d’une puce échouait en orbite, un autre secteur pourrait simplement être reprogrammé pour prendre le relais. "Vous avez guéri le circuit et vous l'avez fait depuis la Terre", dit-il.

Cependant, pour bien comprendre la logique magnétique, il faudrait intégrer les technologies existantes à base de silicium. Cela peut ne pas être facile. Tout d'abord, l'antimoniure d'indium, le semi-conducteur essentiel des circuits, ne se prête pas bien aux procédés de fabrication utilisés pour la fabrication de composants électroniques modernes, selon Junichi Murota, chercheur en nanoélectronique à l'université de Tohoku au Japon. Mais Johnson dit qu’il serait éventuellement possible de construire des ponts similaires avec le silicium.

L’intégration des aimants miniatures nécessaires au contrôle des appareils dans une puce normale ne serait pas non plus facile. Les entreprises devraient être en mesure de résoudre ces problèmes, mais seulement si elles décident que les appareils en valent la peine, déclare Salis. Pour le moment, ajoute-t-il, il n’est pas clair si les dispositifs fonctionneront bien aux tailles requises pour une puce pratique - beaucoup plus petites que les dimensions en micromètres des prototypes.

Johnson note toutefois que le magnétisme est déjà un élément clé dans la conception des circuits: certains dispositifs avancés commencent à utiliser une version magnétique de la mémoire vive, un type de mémoire qui a été construite uniquement avec des transistors conventionnels. «Je pense qu'un changement est déjà en cours», dit-il.