Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven zijn erin geslaagd om met korte lichtpulsen magnetisch racebaangeheugen te beschrijven. De methode werkt snel en is energiezuinig, volgens de wetenschappers.
De methode die de onderzoekers hebben gedemonstreerd, heeft volgens hen grote potentie voor gebruik in toekomstige fotonische computerchips. Het beschrijven van bits zou in vergelijking met huidige harde schijven honderd tot duizend keer zo snel kunnen, zo stellen ze in het vooruitzicht. Omdat minder elektronica nodig is, zou de techniek bovendien energiezuiniger kunnen worden.
De basis van de vinding ligt bij het gebruik van ultrakorte lichtpulsen om de richting van de magnetisatie te bepalen en zo bits op een materiaal weg te schrijven. Deze vorm van optisch schakelen wordt al zo'n tien jaar toegepast, maar vereist tot nu toe meerdere lichtpulsen in plaats van een enkele om een magnetische pool om te schakelen, wat ten koste gaat van de snelheid en het energieverbruik.
De Eindhovense onderzoekers maakten gebruik van synthetische ferrimagneten als materiaal. Hiermee slaagden ze erin een magnetische pool om te schakelen met een enkele lichtpuls van een femtoseconde-laser. Dit soort lasers sturen zeer korte pulsjes met een duur van enkele tot honderden femtoseconden uit.
Het team combineerde de laser met zogenoemd racebaangeheugen. Dit type geheugen werkt met kleine magneetdomeintjes die langs een lees- en schrijfmechanisme bewegen om uitgelezen en gemanipuleerd te worden. Bij het Eindhovense systeem worden de bits met behulp van een elektrische stroom door een magnetische microdraad getransporteerd, waarbij de laser met licht nieuwe bits kan beschrijven op de lege plekken.
"Dit 'on the fly' kopiëren van informatie tussen licht en magnetische racebanen, zonder tussenliggende elektronische stappen, is als het heen en weer springen tussen twee rijdende hogesnelheidstreinen, in plaats van dat je moet overstappen op een station", beschrijft TU/e-hoogleraar Bert Koopmans. Voor praktische toepassing in computerchips moeten de onderzoekers de microdraden verkleinen tot nanodraden en een methode voor het uitlezen ontwikkelen.
Het onderzoeksteam, bestaande uit promovendus Mark Lalieu, Reinoud Lavrijsen en Koopmans, publiceerde het werk onder de naam Integrating optical switching with spintronics in Nature Communications.
:strip_icc():strip_exif()/i/2002741728.jpeg?f=fpa_thumb)
/i/2004907232.png?f=fpa)
/i/2002737918.png?f=fpa)
/i/1260865964.png?f=fpa)
:strip_exif()/i/1275386826.jpeg?f=fpa)
/u/59561/crop581d08355d484_cropped.png?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/34461/Avatar---BS---White-60x60.jpg?f=community){kind=avatar}
:strip_icc():strip_exif()/u/1471/crop5dc6b5d41b240_cropped.jpeg?f=community){kind=small}