Struktur isolator topologi dua lapis yang dikembangkan oleh para peneliti Teknik UCLA.
Para peneliti di The University of California, Los Angeles (UCLA) adalah universitas riset hibah lahan publik di Los Angeles, California. Itu diatur ke dalam Sekolah Tinggi Sastra dan Sains dan 12 sekolah profesional. Itu dianggap sebagai salah satu Ivies Publik negara, dan sering diperingkatkan di antara universitas terbaik di dunia oleh perguruan tinggi besar dan peringkat universitas.
Sekolah Teknik dan Sains Terapan UCLA Henry Samueli telah mengembangkan kelas baru isolator topologi yang menggunakan energi 1.000 kali lebih sedikit untuk mengganti polaritas daripada struktur memori yang sebanding.
Isolator topologi adalah kelas material yang muncul yang bertindak sebagai isolator dan konduktor, dan berpotensi digunakan di telepon pintar, komputer, dan perangkat elektronik lainnya.
Sebuah tim peneliti di Sekolah Teknik dan Sains Terapan Henry Samueli UCLA telah mengembangkan kelas baru isolator topologi di mana salah satu dari dua lapisannya dimagnetisasi. Kemajuan dapat mengarah pada pengembangan sistem pemrosesan data besar yang jauh lebih hemat energi dan elektronik berdaya sangat rendah.
Dipimpin oleh Kang Wang, Raytheon Professor of Electrical Engineering di UCLA dan peneliti utama studi tersebut, tim tersebut menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa isolator topologi baru dapat “beralih” secara elektrik untuk membuatnya jauh lebih hemat energi daripada perangkat saat ini. Penelitian ini dipublikasikan 28 April di jurnal Nature Materials.
“Kami sangat gembira dengan hasil penting ini dengan insulator topologi baru, yang akan mengarah pada kemajuan elektronik ramah lingkungan berdaya rendah di masa depan,” kata Wang.
Bagian dalam isolator topologi mencegah aliran arus listrik, tetapi permukaannya memungkinkan arus bergerak dengan hambatan yang sangat kecil. Mungkin yang paling penting, permukaannya memungkinkan pengangkutan elektron terpolarisasi spin sambil mencegah “hamburan” elektron yang menyebabkan energi terdisipasi dan terbuang percuma.
Insulator topologi yang dibuat di UCLA terdiri dari dua lapisan, salah satunya mengandung kromium, elemen magnetik. Arus listrik yang menggerakkan elektron terpolarisasi spin dapat mengubah polaritas naik-turun dari atom kromium magnetik. Pergantian inilah yang memungkinkan perangkat untuk menulis memori atau melakukan perhitungan.
Yang paling signifikan, struktur dua lapis baru menggunakan energi 1.000 kali lebih sedikit untuk mengubah polaritas daripada struktur memori yang sebanding.
“Ini adalah pertama kalinya insulator topologi dimasukkan ke dalam struktur magnetik yang dapat dialihkan secara efisien, dan mungkin merupakan demonstrasi pertama potensi perangkat yang dapat diterapkan berdasarkan insulator topologi,” kata Yabin Fan, penulis utama makalah dan lulusan UCLA mahasiswa teknik elektro.
Penulis studi lainnya termasuk mahasiswa pascasarjana Teknik UCLA Pramey Upadhyaya dan Xufeng Kou.
Penelitian ini didukung oleh program Mesodynamic Architectures dari Defense Advanced Research Projects Agency. Dukungan tambahan datang dari dua pusat penelitian Rekayasa UCLA, Western Institute of Nanoelectronics dan pusat Rekayasa NanoMaterial Percepatan Fungsional.
Publikasi : Yabin Fan, et al., “Magnetization switching through giant spin-orbit torque in a magnetical topological doped topological insulator heterostructure,” Nature Materials, 2014; doi:10.1038/nmat3973
Gambar: Ruang Berita UCLA
