Исследователи поместили несколько слоев диселенида вольфрама, легированного ванадием (V-WSe2), в устройство с вертикальным магнитным туннельным переходом. Так они получили случайные магнитные шумы с высокой амплитудой, достигающей 80%, между определенными двумя стабильными состояниями. Это можно использовать в устройствах с импульсными нейронными сетями, генераторах случайных чисел или в вероятностных вычислениях. Исследование опубликовано в журнале Nature Electronics.
В электронных системах может появляться случайный телеграфный шум, который вызывает ошибки в обработке сигналов и снижает производительность устройств. Он связан со скачкообразными изменениями тока стока (или порогового напряжения) транзистора между двумя или более дискретными состояниями. Подобные флуктуации (случайные отклонения) встречаются повсеместно в магнитных материалах. Однако команда исследователей нашла потенциальное применение этим шумам в разных системах.
Чтобы преодолеть ограничения, которые накладывают случайные телеграфные шумы, авторы создали устройство с вертикальным магнитным туннельным переходом. Между верхним и нижним графеновыми электродами они поместили несколько слоев магнитного материала — диселенида вольфрама, легированного ванадием (V-WSe2). Это устройство смогло получать высокоамплитудные случайные телеграфные шумы уже при небольшой концентрации ванадия (всего 0,2%).
Авторы измеряли сопротивление, используя разработанное устройство. Они идентифицировали бистабильные магнитные состояния, между которыми наблюдали сигналы с высокой амплитудой до 80%. Всего получилось выделить три категории колебаний в бистабильном состоянии: небольшие колебания сопротивления при высоких температурах из-за внутрислойной связи между магнитными доменами; большие изменения сопротивления в широком диапазоне температур; постоянные большие изменения сопротивления при низких температурах из-за межслойной магнитной связи.
«Это первый шаг к наблюдению бистабильного магнитного состояния по большим колебаниям сопротивления в магнитных полупроводниках и обеспечивает возможность магнитного переключения с помощью помех посредством полярности напряжения в спинтронике», — рассказали авторы исследования.
Автор: Дарья Моисеенкова.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
