2013

műszaki
Mágneses doménfal dinamikán alapuló logikai eszközök tervezése és szimulációja
Témavezető:
Dr. Csaba György, Dr. Csurgay Árpád
Dr. Csaba György, Dr. Csurgay Árpád
Összefoglaló
A szilícium alapú technológia hamarosan eléri határait, új technológiák után kell kutatnunk a fejlődés ütemének fenntartása érdekében. Egyelőre nem emelkedik ki egyértelműen egyetlen technológia, amely minden területen képes lenne a szilícium helyettesítésére, több területen is kutatások folynak. Az egyik ilyen terület a mágnesség, mely mindig is fontos szerepet játszott az információs technológiai eszközökben, különösképp az adattárolás területén. A mai technológiákkal már nanométeres mérettartományban létrehozhatunk mágneses alakzatokat egy chip felületen, melyek kölcsönhatásával számítási műveleteket végezhetünk, illetve megfelelő módon elektromosan is kölcsönhatásba léphetünk ezekkel.
A Notre Dame Egyetemen több mint egy évtizede folyik a nanomágneses logikák (NML) kutatása, korábban többnyire permalloy alapú részecskékkel. Az eredmények javításához más típusú, bonyolultabb struktúrájú anyagokat használtunk, melyekben eddig nem tapasztalt viselkedések is megfigyelhetőek a megváltozott paramétereknek köszönhetően. A szimulációk során többrétegű Co/Pt vékony filmekből kialakított doménfal vezetőkben vizsgáltuk a doménfal viselkedését, terjedését, illetve ezen alapuló logikai eszközöket terveztünk. Az egyik ilyen eszköz egy többségi kapu alapú Full-Adder, mely megfelelő súlyozott bemenetek segítségével mindössze két kapu segítségével állítja elő az összeget, mindössze 1um2 chipfelületet elfoglalva. A szimulációkat a széles körben használt Object Oriented Micromagnetic Framework (OOMMF) program segítségével végeztük.
A technológia számos előnyt rejt magában az elektromos/CMOS eszközökkel szemben, példa erre a potenciálisan kis fogyasztás, egyszerű/olcsó előállítás, nagyfokú integráció, non-volatile viselkedés, stb. Egyelőre többnyire már jól ismert boolean logikai eszközöket sikerült megvalósítani, azonban hosszú távon érdekes lehet más elven (pl.: hullámok) alapuló számítási technológiák vizsgálata, melyek sokkal jobban kihasználják a felhasznált fizikai jelenségek tulajdonságait.
A Notre Dame Egyetemen több mint egy évtizede folyik a nanomágneses logikák (NML) kutatása, korábban többnyire permalloy alapú részecskékkel. Az eredmények javításához más típusú, bonyolultabb struktúrájú anyagokat használtunk, melyekben eddig nem tapasztalt viselkedések is megfigyelhetőek a megváltozott paramétereknek köszönhetően. A szimulációk során többrétegű Co/Pt vékony filmekből kialakított doménfal vezetőkben vizsgáltuk a doménfal viselkedését, terjedését, illetve ezen alapuló logikai eszközöket terveztünk. Az egyik ilyen eszköz egy többségi kapu alapú Full-Adder, mely megfelelő súlyozott bemenetek segítségével mindössze két kapu segítségével állítja elő az összeget, mindössze 1um2 chipfelületet elfoglalva. A szimulációkat a széles körben használt Object Oriented Micromagnetic Framework (OOMMF) program segítségével végeztük.
A technológia számos előnyt rejt magában az elektromos/CMOS eszközökkel szemben, példa erre a potenciálisan kis fogyasztás, egyszerű/olcsó előállítás, nagyfokú integráció, non-volatile viselkedés, stb. Egyelőre többnyire már jól ismert boolean logikai eszközöket sikerült megvalósítani, azonban hosszú távon érdekes lehet más elven (pl.: hullámok) alapuló számítási technológiák vizsgálata, melyek sokkal jobban kihasználják a felhasznált fizikai jelenségek tulajdonságait.
Dr. Csaba György
Dr. Csurgay Árpád