В ходе недавней встречи лауреатов Нобелевской премии с молодыми учеными, проходившей в Линдау (см. “Поиск” №29-30, 2012), наш корреспондент пообщался с еще одним ее активным участником — французским ученым, профессором Университета Париж-Юг Альбертом Фертом, разделившим в 2007 году нобелевскую награду в области физики за открытие гигантского магнетосопротивления (ГМС) с немецким коллегой Петером Грюнбергом (Исследовательский центр Юлих, ФРГ). Их работа послужила стимулом к интенсивному изучению магнитных металлических многослойных наноструктур и сверхрешеток, став первым шагом в сфере развития новой области квантовой электроники, именуемой сегодня спинтроникой.
В Линдау Ферт приехал с лекцией под названием “Настоящее и будущее воздействие спинтроники на информационные и коммуникационные технологии”. По его словам, первое влияние на ИКТ спинтроника оказала благодаря открытию ГМС в 1988 году. По сути, ГМС лежит в основе современной технологии производства чувствительных считывающих головок для работы с компактными жесткими дисками, используемых сегодня повсюду — от ноутбуков до мобильных телефонов и фотоаппаратов. Появление ГМС привело к стремительному расширению возможностей компактных запоминающих устройств, а сама спинтроника в последние годы стала полем проведения передовых исследований, в результате которых был открыт ряд ее неизвестных доселе феноменов и появились новые приложения.
В качестве примера одного из них Альберт Ферт привел разработку магниторезистивных оперативных запоминающих устройств (Magneto-Resistive RAM). В производстве этого типа однокристальной полупроводниковой оперативной памяти используются магнитный материал и переход с магнитным туннелированием (Magnetic Tunnel Junction). По словам ученого, благодаря низкой чувствительности к радиации первое поколение подобных устройств, разработанное около шести лет назад, в основном использовалось в авиационных и космических системах. В ближайшие пару лет от последующих поколений такого типа памяти ожидают значительного снижения потребления энергии и, как следствие, мощного влияния на рост энергоэффективности будущих компьютеров. Другим примером многообещающей технологии в сфере ИКТ, созданной с помощью спинтроники, Ферт назвал генераторы микроволнового излучения на основе переноса спина (spin torque nano oscillator).
По мнению ученого, спинтроника в скором времени станет основой развития всей электронной индустрии и даже, возможно, шагнет за границы обычной электроники: новейшие концепции логических схем основаны на передаче спиновой информации, закодированной в чистом спиновом токе. В качестве идеального материала для этого нового типа устройств, обладающих огромными преимуществами в скорости доступа к информации и снижении энергопотребления, Альберт Ферт видит графен:
— Если говорить о долгосрочном развитии технологии, открытой нами, то когда-нибудь, согласно закону Мура, настанет предел модернизации полупроводников. Впереди у нас максимум 10 лет, но что потом? В качестве одного из возможных кандидатов для дальнейшего прогресса в области ИКТ я вижу спинтронику. Очень многообещающим кажется мне и графен, открытый глубоко мною уважаемыми русскими учеными Андреем Геймом и Константином Новоселовым.
Двадцать лет назад я создал собственную лабораторию на базе Национального Центра научных исследований Франции (CNRS) и исследовательского департамента французской компании Thales Group, которая специализируется на аэрокосмическом, оборонном и компьютерном секторах промышленности. Сейчас под моим началом работает команда из 20 молодых ученых, с которыми мы ведем изучение разных феноменов спинтроники, графена, биоустройств, ферроиков и пр. На мой взгляд, важно помнить, что любая научная работа — это всегда в некотором роде приключение. Надо думать о будущем, стараться предвидеть все возможные приложения ваших изысканий. Ученый также должен обладать определенной интуицией в области экономики. Например, в случае с вышеописанными мною последующими поколениями энергоэффективной памяти, назовем ее здесь Spin-Transfer RAM, мы уже сейчас примерно знаем сферу их применения, хотя и не уверены до конца, что эти устройства выиграют состязание с другими типами памяти. Внедрение спинтроники началось с области ИКТ, а теперь постепенно приходит в медицину — появляются различные приборы для более точного анализа крови, поиска антител, вирусов с использованием спинтроники. Еще одно ее применение — биокомпьютер, встроенный в мозг животных. Поясню: например, ориентация птиц по магнитному полю — уникальное качество. Если мы сможем выделить в их ДНК ген, отвечающий за это свойство, то можно будет многого добиться, совместив биологию с квантовой механикой и спинтроникой.
Вообще, быть молодым физиком сегодня очень сложно, однако у современной молодежи есть то, чего не было у нас, — нанотехнологии, они очень вдохновляют моих студентов, развивают силу воображения. Когда я начинал, мне приходилось сложнее, чем современным ученым: надо было постоянно лично наблюдать за ходом экспериментов, а сейчас работа физика совсем иная: все делает компьютер, в то время как я делал руками, на глаз, иногда даже мог обжечь пальцы… Кстати, во Франции нанотехнологии не выделяются в отдельное направление науки, мы воспринимаем их как набор инструментов. Да, они довольно дорогие, но наше правительство это осознает.
После получения Нобелевской премии моя жизнь стала куда сложнее. Прибавилось ответственности — теперь я должен выступать перед политиками, студентами, школьниками, иногда хожу даже в младшие классы. Я считаю, что очень важно мотивировать молодежь заниматься физикой. Большую роль в развитии естественных наук во Франции играет CNRS — в определенном роде аналог вашей РАН. Прошлого президента Франции, Николя Саркози, привлекла американская система организации науки, когда все исследования сосредоточены в университетах, и у него был порыв распустить CNRS. Однако все равно академическая форма выстраивания и проведения научных изысканий — важнейший инструмент для координации исследовательского процесса, поэтому мы все-таки убедили правительство сохранить CNRS.
Анна ШАТАЛОВА
Фото автора
Нет комментариев