シリコンの開発余地がほぼ限界に達したため、インテルは技術者をシリコンの代替品の開発に投入しており、ネイチャー誌の論文で明らかにされた潜在的技術の 1 つは室温の量子材料を使用するものである。
Chipzilla は、同社の磁気電気スピン軌道 (MESO) 技術の重要な特徴は、低電圧 (現在の CMOS ベースのチップより最大 5 倍低い) と、その結果としての低消費電力 (CMOS より 10 ~ 30 倍低い) であると主張した。
この技術は、カリフォルニア大学バークレー校のラマムールシー・ラメッシュ教授が2001年に発明したマルチフェロイック材料に基づいています。同大学によると、MESOは磁性(一般的な永久磁石のように原子が整列している)と強磁性の両方の性質を持つマルチフェロイック材料を使用しており、この2つの状態は連動しており、つまり、一方を変化させるともう一方も変化するということです。
これを CMOS の「代替品」として使えるようにするために、研究者は磁気状態を変えるために必要な電圧を下げる作業を行う必要があり、そこで Intel が主導する調査が役立った。
Natureの論文で指摘されているように、MESO デバイスは「スピン軌道変換を介して動作する」、つまり「電子の角運動量と線形運動量の結合」です。
研究チームは、低消費電力に加え、ロジック密度が CMOS より 5 倍優れていると主張し、磁気スピンは不揮発性であるため、スタンバイ電力も非常に低く抑えられるとしている。
同研究グループはまた、スピン軌道相互作用と呼ばれる量子効果を利用した材料も開発しました。この効果では、電流は電子のスピンの方向によって決まります。これにより、マルチフェロイック状態を効率的に読み出すことが可能になりました。
「MESOデバイスでは、電界が物質全体の双極子電界を変化させたり反転したりし、それによって磁場を生成する電子スピンも変化したり反転したりする」と大学は述べた。
下の図(大学のオリジナルキャプション付き)は、この素材の構造と動作を説明しています。
同大学は、インテルが5年間にわたりマルチフェロイックスおよびスピン軌道材料に取り組んできたことを指摘した。®