Kolmiulotteisia nanomagneetteja huomisen tietokoneille

Nykyinen tietotekniikka tallentaa ja siirtelee bittejä kaksiulotteisissa piireissä. Cambridgen yliopiston tutkijat ovat äskettäin luoneet nanokokoisen magneettikytkennän, joka kykenee siirtämään informaatiota kolmessa ulottuvuudessa.

Tällainen läpimurto voisi johtaa merkittävään tietoteknisten laitteiden tallennus- ja käsittelykapasiteetin lisääntymiseen yli nykyisten käytäntöjen.

ACS Nano -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa Cambridgen yliopistossa ja TU Eindhovenissa toimivat tutkijat osoittavat, että yhdistämällä 3D-nanoprinttitekniikan kehittyneimmät tekniikat perinteisiin menetelmiin on mahdollista luoda toiminnallisia piirejä, jotka voivat käsitellä informaatiota.

"Osoitamme uuden keinon valmistaa ja käyttää magneettista laitetta, joka nanometrisessä mittakaavassa pystyy hallitusti siirtämään informaatiota kolmessa ulottuvuudessa", korostaa projektipäällikkö Amalio Fernández-Pacheco, joka työskentelee Cambridgen Cavendish-laboratoriossa.

"Laitteessa informaatiota voidaan lukea yhdellä laserilla pimeän kentän konfiguraatiossa (tekniikka, joka on suunniteltu eristämään pieniä esineitä kirkkaasta taustasta)", selittää Pacheco.

Oheisessa kuvassa esitetään uusien 3D nanomagneettien valmistusprosessi: Kaasusuuttimen ja elektronimikroskoopin avulla ensimmäiset rakenteet on 3D-printattu piisubstraatille (vaiheet 1 ja 2). Magneettinen materiaali kerrostetaan koko rakenteen pinnalle (vihreä, vaihe 3). Magneettista informaatiota luetaan sitten alustasta ja nanorakenteesta toisistaan riippumatta käyttämällä laseria (punainen, vaihe 4).

Tämä läpimurto on osa laajempaa aluetta, joka tunnetaan spintroniikkana. Spintroniset teknologiat hyödyntävät paitsi elektronien sähkövarausta tiedon tallentamiseen ja käsittelemiseen, mutta myös niiden spiniä, mikä mahdollistaa sellaisten elektronisten piirien kehittämisen, jotka hyötyvät energiatehokkuudesta nykyistä teknologiaa paremmin.

"Tällaiset hankkeet avaavat tien täysin uuden sukupolven magneettisten laitteiden kehittämiseen, jotka voivat tallentaa tietoja ja siirtää tietoja hyvin tehokkaasti hyödyntämällä tilaa kolmessa ulottuvuudessa", toteaa Fernández-Pacheco.