Ultrarychlá tepelná logika v biologicky inspirovaných antiferomagnetických pamětech
V souvislosti s tím, jak elektronická zařízení generují stále větší množství odpadního tepla, roste zájem o využití tepla jako výpočetního média. Námi zkoumaný materiál dokáže teplo využít k manipulaci s uloženou informací.
Inspirováni tím, jak lidský mozek zpracovává a ukládá informace, Surýnek a kol. ve svém článku publikovaném v časopise PhotoniX (https://doi.org/10.1186/s43074-025-00207-1) demonstrovali, že doba trvání tepelných operací může být subnanosekundová, což činí tato zařízení kompatibilní s GHz frekvencemi standardní elektroniky. V této práci byla zkoumána odezva analogové paměti vyrobené z tenké vrstvy antiferomagnetického kovu CuMnAs na krátké tepelné pulzy generované při pokojové teplotě absorpcí femtosekundových laserových pulzů v tomto materiálu. Když akumulovaná teplota v krátkodobé paměti zařízení (short-term memory, STM), která je založena na teple, překročí určitou prahovou hodnotu, výstup logických operací v paměti se v rámci stejného zařízení přenese do jeho dlouhodobé paměti (long-term memory, LTM). Tento proces napodobuje chování lidské paměti, kde je pro přenos informací z STM do LTM nutné opakování zapisované informace (viz. obrázek). Ve studované paměťové součástce je dlouhodobá paměť založena na magnetorezistivním přepínání z referenčního nízko-odporového uniformního magnetického stavu do vysoce odporového metastabilního nanofragmentovaného magnetického stavu, ve kterém je informace uložena a následně elektricky čitelná po makroskopickou dobu. V článku byla dále demonstrována možnost rychlého resetování informace uložené v dlouhodobé paměti pomocí tepelných pulzů, čímž byl realizován celý cyklus zápis-čtení-resetování tohoto biologicky inspirovaného paměťového zařízení výhradně v tepelné doméně.
