Ruosteesta nopeampia mikropiirejä

27.09.2018

J-Gutenberg-antiferromageetti-nopea-tietotekniikka-300-t.jpgTutkijat ovat onnistuneet havainnoimaan aiemmista poiketen ensimmäistä pitkän matkan tiedonsiirtoa antiferromagneettisessa aineessa.

Aiemmin spinin siirto antiferromagneetteissa on rajoittunut vain muutamiin nanometreihin mutta nyt saavutettiin peräti 80 mikrometrien etäisyyksiä.

Nämä materiaalit mahdollistaisivat tietokoneiden nopeuttamisen sillä että vältetään nykytekniikoiden lämpenemis- ja nopeusrajat.

Magnonspintroniikka on kehittymässä oleva alue, joka pyrkii käyttämään eristeisiä magneetteja, jotka pystyvät kuljettamaan magneettisia aaltoja eli magnoneita. Magnon-aallot pystyvät kuljettamaan informaatiota ilman ylimääräisen lämmön tuotannon haittaa.

Johannes Gutenbergin yliopiston Mainzin (JGU) fyysikot yhteistyössä Utrechtin yliopiston teoreetikkojen ja Norjan teknillisen korkeakoulun (NTNU) Quantum Spintronicsin (QuSpin) tutkijoiden kanssa osoittivat, että antiferromagneettinen rautaoksidi, joka on ruosteen tärkein osa, on halpa ja lupaava materiaali kuljettaa informaatiota pienellä hukkalämmön tuotolla ja paremmilla nopeuksilla.

Vähentämällä syntyvän hukkalämmön määrää komponentit voivat edelleen pienentyä lisääntyneen informaatiotiheyden rinnalla.

Antiferromagneetteilla on useita ratkaisevia etuja verrattuna muihin yleisesti käytettyihin rautaan tai nikkeliin perustuviin magneettisiin komponentteihin. Niihin eivät ulkoiset magneettikentät vaikuta joten ne ovat vakaita tulevaisuuden datan tallennusta ajatellen.

Lisäksi antiferromagneettisia laitteita voidaan mahdollisesti käyttää tuhansia kertoja nopeammin kuin nykyiset tekniikat, koska niiden sisäinen dynamiikka on terahertsialueella.

Tutkimuksessaan tutkijat käyttivät platinalankoja eristävän rautaoksidin pinnalla jotka siirsivät energian platinasta rautaoksidiin, jolloin luodaan magnoneja. Rautaoksidin havaittiin kantavan informaatiota niin pitkillä matkoilla, joita tarvitaan tietotekniikkapiirien sisällä.

"Tämä tulos osoittaa, että antiferromagneetit sopivat parhaillaan käytettyjen komponenttien korvaamiseen", totesi tohtori Romain Lebrun JGU Fysiikan laitokselta. "Laitteet, jotka perustuvat nopeisiin antiferromagneettisiin eristeisiin, ovat nyt ajateltavissa", hän jatkoi.

Andrew Ross, yksi tutkimuksen johtavista kirjoittajista, lisäsi: "Jos pystyt hallitsemaan eristäviä antiferromagneetteja, ne voivat toimia ilman turhaa lämmöntuotantoa ja ovat kestäviä ulkoisia häiriöitä vastaan."

Aiheesta enemmän:

Spintroniikka kohti käytäntöä

13.11.2019Uudenlaisia fotonisia nestekiteitä
12.11.2019Onnistumisia orgaanisissa
11.11.2019Kohti älykkäitä mikrorobotteja
09.11.2019Suomen suurin valtti kybersodassa on luottamus
08.11.2019Jäähdytystekniikkaa 3D-elektroniikalle vaikka avaruuteen
07.11.2019Uusia tiloja grafeenin taikakulmassa
06.11.2019Kohti antiferromagneettisia muisteja
05.11.2019Muuntaa 2D-tasot pehmeiksi ja joustaviksi 3D-rakenteiksi
04.11.2019Tarkempia kiderakenteita ja proteiineja aurinkokennoihin
01.11.2019Kvanttiakussa ei synny häviöitä

Siirry arkistoon »