Magneettisella diodilla pienempi hukkateho

Mikroskooppikuvassa näkyy magneettidiodin perustana oleva hunajakennorakenne. Pikkukuvassa näkyy virran virtaussuunnat. Oikealla olevan kuvan sähköinen data esittää yksisuuntaisen virran diodityyppisen käyttäytymisen. Pikkukuva osoittaa, että häviöteho on nanowattien luokkaa virtaussuunnassa, mikä on vähintään kolme suuruusluokkaa pienempi kuin puolijohdediodilla. Credit: Deepak Singh

(24.5.2018) Ryhmä fyysikkoja, joita johti Missourin yliopiston fysiikan ja tähtitieteen dosentti Deepak K. Singh on kehittänyt diodipiirin, jonka häviöteho voi olla kolme kertaa pienempi kuin puolijohdediodilla.

Ryhmä on hakenut patenttia magneettiselle rakennemateriaalille, jossa käytetään hunajakennomaista hilaa, jolla on erottava elektroninen ominaisuus.

Perinteisellä puolijohdediodilla on huomattava energiahävikki, mikä vaikuttaa esimerkiksi akkukäyttöisen laitteen käyttöaikaan. Korvaamalla puolijohde magneettisella järjestelmällä uskomme voivamme luoda energisesti tehokkaan piirirakenteen, joka kuluttaa paljon vähemmän tehoa ja tuottaa parannettuja toimintoja uskovat tutkijat.

Singhin tiimi kehittämä kaksiulotteinen nanorakenteinen materiaali syntyi sijoittamalla magneettinen seos tai permalloy piin pinnalla olevaan kennorakenteeseen. Uusi materiaalirakenne johtaa virtaa vain yhteen suuntaan. Rakenteella on myös huomattavasti vähemmän häviötehoa kuin puolijohtavalla diodilla.

Magneettinen diodi avaa tien uusille magneettisille transistoreille ja vahvistimille, jotka kuluttavat hyvin vähän virtaa, mikä parantaa teholähteen käyttöarvoa. Tämä voisi tarkoittaa esimerkiksi, että suunnittelijat voisivat pidentää akkukäyttöisten laitteiden toiminta-aikaa yli satakertaisesti. Pienempi häviöteho tietokoneprosessoreissa voisi myös vähentää kannettavan tietokoneen tai työpöytäkoneiden tuottamaa lämpöä, toteavat tutkijat.

Laite voi toimia myös "päälle/pois päältä" -piirinä monille oheiskomponenteille, mikä auttaa edelleen pienentämään laitteen kokonaisvirrankulutusta.

Tällainen magneettinen diodi olisi erittäin toivottava toiminnallisuus myös spintroniikan sovelluksille, sillä se voisi toimia sekä magneettisena muistilaitteena että logiikkana ilman ulkoista viritysparametria kuten magneettikenttää.

Tutkijat ovat jo hakeneet menetelmälleen yhdysvaltalaista patenttia ja kokoavat spin-off-yritystä, joka avittaa heitä saamaan ratkaisua markkinoille.

Tavoitteena kvanttitietokone

Uusin kirjani esittelee kvanttitietokoneen toimintaa yleisellä tasolla ja käsittelee aiheen tiedemaailman tämänhetkisiä saavutuksia.

Esiin tulee myös futuristisimman tavoitteen ja tämän hetken saavutusten syvä kuilu. Toisaalta kvanttitietotekniikka on jo toteutumassa tietyillä rajallisilla resursseilla ja tavoitteilla. Ja onko alalla kilpailevia tekniikoita.

Tutkijapiireissä kvanttitietokoneen tuloon uskotaan aika vahvasti. Osittain voidaan sanoa että se on jo todellisuutta mutta onko se saavutettavissa tasolle jolle sitä eniten hehkutettiin.

Kirja saatavissa nyt myös englannin kielisenä Aiming for Quantum Computer –versiona.

Kirjat niiden e-kirjaversiot on hankittavissa kustantajan Books on Demand kirjakauppaosiosta ja erilaisista nettikirjakaupoista.

Tutustu kirjan sisällysluetteloon.


Aiemmat uutiset

Johdottoman lentävän hyönteisrobotin lentoonlähtö (23.05.2018)
Hyönteisten kokoiset lentävät robotit auttaisivat aikaa vievissä tehtävissä, kuten kasvinviljelyn kartoittamista suurilla tiloilla tai kaasuvuodon etsimistä. Hyönteismäiset..

Itserakentuva 3D-akku latautuisi sekunneissa (22.05.2018)
Cornellin yliopiston professori Ulrich Wiesnerin johtama tutkimus on luonut uudella akkuarkkitehtuurin, jolla on potentiaalia salamannopean varaukseen. Sen sijaan..

Joustava ja monitoiminen energian talteenotto (21.05.2018)
Penn State tutkijoiden kehittämä pietsosähköinen keraaminen vaahto tarjoaa kymmenkertaisen kasvun kykyyn kerätä mekaanista ja lämpöenergiaa tavanomaisiin pietsosekoitteisiin..