コンピューター技術：電流駆動の磁壁論理

スピンを用いた論理アーキテクチャーは、不揮発性のデータ保持、ほぼゼロの漏れ、スケーラビリティーをもたらし、技術ロードマップを相補型金属–酸化物–半導体論理を越えたその先へと拡大する。磁壁を用いたアーキテクチャーは、磁壁の高速運動、高密度、不揮発性、フレキシブルな設計をうまく利用して、情報を処理し記憶する。しかし、そうした方式は外部磁場を使った磁壁の操作とクロッキングに依存しており、高密度の大規模チップにおける実装が制限されている。本論文では、磁壁レーストラックを使って、全て電気的に論理演算を実行しカスケード接続する方法を実証する。我々は、非共線的なスピン配列を促進する界面ジャロシンスキー–守谷相互作用によって誘起される隣接磁区間のカイラル結合を利用して、ブール論理の全ての実装において不可欠な基本構成要素である磁壁インバーターを実現した。次に我々は、再構成可能なNAND論理ゲートとNOR論理ゲートを作製し、電流に誘起された磁壁運動を用いて演算を行った。また、我々はNANDゲートをいくつかカスケード接続して、XORゲートと全加算器ゲートを作り、磁気データの電気制御と論理回路内のデバイスの相互接続を実証した。今回の研究結果は、スケーラブルな全電気的な磁気論理のための実行可能なプラットフォームを提供するとともに、メモリーインロジック応用への道を開くものである。

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