运用拓朴绝缘体,纽约大学研究人员打造出不需电流的节能开关

纽约大学(NYU)研究人员近日宣布发现一种新方法,使用不需要电流的节能开关来控制磁路,由于这种控制开关过去需要电力,也因此得应对产生的热量和能量损失,对大型数据中心等机构来说成本相对高昂。

团队开发这项技术被称为“电压控制拓朴自旋开关”(voltage-controlled topological spin switch,vTOPSS),在这项技术之下,vTOPSS只需要电场而不是电流,便能在两个布尔逻辑状态间切换。

之所以能做到这样的目标,是因为团队使用拓朴绝缘体设计了一种不需电荷传输运转的方法,而这种内部绝缘、外皮可支持表面电子流动的材料,正能让切换过程显著减少产生的热量和使用的能量。

团队成员Shaloo Rakheja表示,由于集成逻辑电路与非挥发性内存,vTOPSS加强了电路设计的可能性和功能性。如果还是觉得难以理解,不妨听听Rakheja举的例子。

“想象一下如果你正在准备食谱,每当你需要一种材料就必须走到另一个房间拿取,然后再回到厨房加入料理,当计算机硬件需要运算,但存储的部分没有好好集成时,效率就会降低许多。”

除了持续改良材料和设计来提高切换速度,团队也计划开发目前设计的原型,他们认为vTOPPS将减少依赖云计算内存,同时因为黑客更难进入系统硬件,也可能使运算更安全。

研究已经刊载于《物理评论应用》(Physical Review Applied)期刊。