Развитие традиционной токовой электроники вскоре может остановиться из-за роста утечек тока и физических ограничений миниатюризации транзисторов, однако потребность в вычислительных мощностях продолжает расти. В качестве решения ученые Мичиганского университета и Университета Висконсина разработали принципиально новый тип транзистора, работающий на основе магнитно-акустических волн вместо движения электронов. Проект получил финансирование в размере около 6 млн долларов от Управления перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) в рамках программы Fast and Curious.
Разрабатываемое устройство под названием M3BOLT (Multiferroic Magnetoelectric–Magnetoacoustic Beyond-charge Logic via Tunable Transmission) представляет собой многослойную структуру из сегнетоэлектрического кристалла PMN-PT и тонкой плёнки магнитного сплава железа и галлия (FeGa). Принцип работы основан на том, что под действием электрического поля в нижнем слое возникают механические деформации, которые передаются верхнему слою, изменяя ориентацию магнитных моментов и запуская распространение магнонных или фононных волн. Информация передается без переноса электрического заряда, что позволяет достигать частот работы в терагерцовом диапазоне, тогда как современные процессоры функционируют на частотах нескольких гигагерц.
Новая технология обещает повысить скорость вычислений в 100–1000 раз и существенно снизить энергопотребление. Дополнительным преимуществом является способность сохранять ориентацию магнитных моментов после отключения питания, что позволяет использовать материал одновременно как вычислительный элемент и энергонезависимую память. В рамках проекта команда из Мичиганского университета занимается проектированием устройств и логических схем, а группа из Университета Висконсина моделирует физические процессы и влияние дефектов материалов. Хотя DARPA ставит задачу создать схемы, превосходящие современные CMOS по энергоэффективности минимум в 100 раз, разработчики надеются на результат в 1000 раз, однако конкретные результаты не обещают раньше середины 2030-х годов.
