Japanners ontwikkelen nieuw type optische schakelaar

Japanse wetenschappers hebben een kwantummechanische schakelaar gebouwd van ijzer en lichte elementen. Het materiaal wordt magnetisch onder invloed van groen licht en wordt direct gedemagnetiseerd als dit licht uit gaat.

Het Japanse team bestaat uit het Riken instituut, het Synchrotron Radiation Research Institute, de universiteit van Tsukuba en het Japan Science and Technology Agency. De ontwikkelde schakeling is in principe geen nieuwe vinding: het was al bekend dat het materiaal dat voornamelijk uit ijzer, een keten die fenantroline genoemd wordt en lichte elementen als koolstof, zwavel of stikstof onder invloed van groen licht magnetiseert, maar hiervoor was een temperatuur van 33 Kelvin nodig. Bovendien bleef het materiaal uren gemagnetiseerd, wat uiteraard ongewenst is voor een snelle schakelaar. De magnetisering kon worden opgeheven door het materiaal met rood licht te beschijnen. De doorbraak die de Japanners hebben gemaakt is dat de schakelaar bij 93 Kelvin werkt en bovendien direct demagnetiseert zodra het groene licht uit gaat.

Het materiaal wordt een 'spin cross-over complex' genoemd en kan bestaan uit kobalt of ijzer. Het magnetiseren is een kwantummechanisch effect dat de spin van de elektronen van ijzerionen verandert. Bij een hoge spinstaat is het materiaal gemagnetiseerd en bij een lage spinstaat is het gedemagnetiseerd. De relatief hoge temperatuur waarbij de schakelaar al werkt betekent dat voor de vereiste koeling slechts vloeibaar stikstof benodigd is, in plaats van grote, dure koelinstallaties. Bij metingen aan de schakelaar bleek dat het aantal elektronen per kubieke Angstrom daalde van 0,52 naar 0,25 zodra het groene licht op het materiaal werd gericht. Hieruit concludeerden de wetenschappers dat de binding tussen de ijzeratomen en de stikstofatomen losser werd, waardoor ze makkelijker konden bewegen. In de 'uit-stand' was de afstand tussen de atomen ongeveer tien procent kleiner dan met het groene licht aan. Voorlopig valt de schakelsnelheid nog tegen. De schakelaar is met een schakeltijd van enkele seconden niet bepaald snel te noemen, maar de wetenschappers gaan vol goede moed verder op zoek naar nieuwe samenstellingen om de schakeltijd naar nano- of zelfs picoseconden te krijgen.

Reacties (34)

[fevenhuis]

Conclusie van het bericht:
'Japanners ontwikkelen nieuw type onbruikbare optische schakelaar'

Aangezien er weinig klanten zullen zijn voor een schakelijkaar die zo langzaam is en alleen in vloeibare stikstof werkt, uitgezondert van enkele marsmaanbewoners dan.

Laat ze even bellen als het werkt, er zullen toch erg weinig klanten voor een zó traag lichtknopje die je niet eens kunt vinden zelfs als het licht aan is.

[RobzQ]

De eerste gloeilamp hield het ook niet lang vol, de draad verbrande te snel. Echter zonder onderzoek hadden we nu nog steeds in kaarslicht gezeten..

Moraal van dit verhaal: fundamenteel onderzoek levert zelden direct consumentenproducten op. Echter zonder fundamenteel onderzoek geen progressie..

[n4m3l355]

Eigenlijk weet ik dat nog zo net niet wat je verteld. De eerste lampen gebruikte ipv wolfraam koolstof wat ervoor zorgde dat ze veel langer konden blijven branden, aangezien ze niet direct bij lucht verbranden. Omgekeerd is de verhouding warmte/licht zeer ongunstig.
Maar idd zoals je aangeeft dat onderzoek nou eenmaal nodig is. Ergens is het trouwens wel een interessante vinding dat juist de spin invloed heeft om de al dan niet magnetisch zijnde toestand. Maar dan kom ik met een paar jaartjes scheikunde niet echt ver tov wat deze luitjes doen.

[Anoniem: 52621]

Met een klein beetje fantasie zijn er best leuke toepassingen voor te bedenken hoor! ;-)

[Sebastiaan_2005]

Weten we tenminste wat onze grootouders nu meemaken, op een enkele uitzondering na

Edit-Deze was bedoeld voor de persoon hieronder

[fevenhuis]

O juist ja een veiligheidslichtschakelaar voor als de deur van de koelkast achter je dichtvalt.

[Anoniem: 92624]

Naast deze ontwikkeling zie ik een hoop nieuwe ontwikkelingen op het gebied van (optische) schakeltechnieken, waardoor electronica .. of beter gezegd : optonica/optronica,... in de toekomst nog sneller kunnen worden en de datadichtheid van (optische) opslagmedia verder vergroot kan worden.

Zo is het bijvoorbeeld al mogelijk om supersnel magnetisch te schakelen met behulp van lasers. (veel sneller dan de hier beschreven techniek)

[Anoniem: 51473]

Wie kan mij als IT'er vertellen waarom dit als nieuws wordt beschouwd op tweakers.net?

Kan dit worden toegepast in processoren waarbij een snellere doorvoertijd kan worden behaald? Of kan het worden toegepast in geheugen?

Ik vind de ontwikkelingen erg intressant, maar waarom is dit nieuws voor een IT'er van belang?

[Grrrrrene]

Op deze manier heb je een directe overgang van licht naar magnetisme, in plaats van dat je eerst licht in elektriciteit en dan in magnetisme moet omzetten. Goed, nu is het nog erg traag, maar als ze inderdaad een schakeltijd van minder dan een nanoseconde halen zou het lag kunnen verkleinen.

[Kalief]

Dingen die gemagnetiseerd zijn kunnen aan elkaar vast blijven zitten. Als ze gedemagnetiseerd worden laten ze los.

We hebben het hier dus over dingen die los laten als het licht uit gaat. Dit biedt ongekende mogelijkheden voor de erotische industrie. Voor een IT-er een belangrijk werkterrein.

[mariusvw]

hahaha, not-a-word

[Remco Kramer]

Gaat nogal een kostenplaatje worden denk, al die rode lichten vervangen door groene

[Henk007]

Dit is fundamenteel wetenschappelijk onderzoek, waarvan de resultaten (lees: optische processoren en/of opto-magnetisch RAM geheugen) pas over vele jaren mogelijk in de praktijk worden gerealiseerd.
Of dit binnen het kader van 'IT-nieuws' valt, dat is lastig te beantwoorden, het hangt van je definitie af.

[OddesE]

Ik ben juist altijd op zoek naar deze nieuwtjes... dit zijn voor mij de juweeltjes op tweakers... Interessant dat zoveel mensen klagen dat dit offtopic zou zijn. Als je zo redeneert dan zou de uitvinding van de transistor destijds ook geen IT nieuws geweest zijn!

Over die stikstofkoeling die nodig is... Ik zie wel redelijk snel toepassingen op het gebied van switches tussen glasvezel backbone netwerken. Op die paar grote knooppunten is stikstofkoeling misschien best een optie als dat de doorvoersnelheid vergroot... Voor zover ik weet zijn de switches op het moment de grootste bottleneck daar?

[fsfikke]

Niet alles op T.net gaat over computers.
Er komen regelmatig wetenschappelijke artikels lang. Zoals laatst over kerfusie bij kamertemperatuur door de US Navy. Dat was ook niet echt een ontwikkeling die we binnenkort in een CPU terug zullen zien.

[Anoniem: 52621]

Met dit tempo van ontwikkeling, kan ik het best begrijpen, dat, wanneer ik oud ben, over 40 jaar zeg maar, dat ik niets meer van de wereld begrijp en overal hulp bij nodig heb.

[svenk91]

je heoeft ook niet te snappen hoe het werkt, gewoon hoe je het gebruikt(net zoals een processor, je hoeft niet te weten hoe het werkt zolang die maar voor je rekent )
probleem bij de huidige ouderen is dat ze vergeten hoe ze iets moeten gebruiken(zoals hoe ze bij een bepaald programma'tje komen en hoe ze moeten opslaan) of dat ze het te geävanceerd vinden klinken en geen kans geven.

[Anoniem: 94435]

je heoeft ook niet te snappen hoe het werkt, gewoon hoe je het gebruikt

Dat is slechts ten dele waar. Het helpt ongelofelijk, als je begrijpt hoe iets werkt. Juist bij een computer maakt dat het gebruik een stuk makkelijker. Dat jij het verschil weet tussen het werkgeheugen en de harde schijf, maakt het voor jou vanzelfsprekend dat je je werk opslaat. Om maar een voorbeeld te noemen. Juist omdat de ouderen in jouw voorbeeld er niets van begrijpen, moeten ze zo veel leren om met een computer te kunnen werken. Veel handelingen die voor jou vanzelfsprekend zijn, zijn dat voor hen absoluut niet.

[ontopic]
Ik zal ook oud worden, want de significantie van deze vinding ontgaat mij geheel.. Ok.. dan heb ik een hele dure schakelaar bij groen licht... gaat mijn auto dan vanzelf optrekken als het stoplicht op groen springt?

[Corrit]

Ik zou wel een toepassing kunnen verzinnen...
Verlichting wat automatisch aangaat als het donker wordt?

Dat zit nu al op m'n fiets, en dat werkt ookboven de -180 Celsius

[Dutch_Razor]

Maarre je hoeft niet te weten hoe je processor in elkaar zit, wat cache geheugen doet etc..

[Lightmanone1984]

Maar dat is wel leuk, als tweakers zijnde onder elkaar

[Anoniem: 52621]

Ik zou wel een toepassing kunnen verzinnen...
Verlichting wat automatisch aangaat als het donker wordt?

[Mad Mantis]

Ok.. dan heb ik een hele dure schakelaar bij groen licht... gaat mijn auto dan vanzelf optrekken als het stoplicht op groen springt?

Het belangrijkste hiervan is dat deze schakelaars heel erg klein zijn. Miniaturisatie door van de "bottom-up approach". Het groene licht is niet belangrijk. Wel dat ze weer een stap dichter bij kamertemperatuur komen en demagnetisatie onmiddellijk is.

[Wilf]

... en hij werkt al bij -180 graden celsius!

[Anoniem: 182596]

en ik maar denken dat die stikstofgasten onzinnig bezig waren....

[Anoniem: 6137]

deze manier heb je een directe overgang van licht naar magnetisme, in plaats van dat je eerst licht in elektriciteit en dan in magnetisme moet omzetten.

Dat is niet waar, elektriciteit en magnetisme zijn - ik zou haast zeggen het zelfde in die zin, zonder een B veld geen E veld en vica versa. Voor wat betreft de praktische toepassing ervan staat het geheel misschien nu nog in kinderschoenen maar waar het vooral omgaat is dat 'reguliere transistor schakelingen' bepaalde (in dit geval nadelige ) effecten hebben die het opvoeren van de snelheid belemmert.

Als je kijkt naar hoe er nu veelal in optische systeem geschakeld wordt is 1 van de meest eenvoudige door middel van warmte. (effectieve index van het systeem veranderen)

Dit proces is enorm traag - als je iets sneller wilt zijn er nu ook al wel andere schakelaars maar deze zijn ook relatief traag. Waar het dus puur om gaat is de snelheid van schakelen iets wat een computer natuurlijk veel moet doen op te voeren.

[Anoniem: 205912]

Het is niet voor lichtknopjes nee.

Raar dat in het orgineel bericht geen kelvin staat maar celsius,is het een overhoring ofzo?

eetimes.com

[RaJitsu]

Dat is niet vreemd. Amerikaanse bronnen wijken wel vaker niet af van grootheden die zij in de volksmond gebruiken. Denk ook maar eens aan de grootheden gewicht (pounds, terwijl wij in kg's rekenen), afstand/snelheid (miles, mph ipv kilometers/km/h). SI-eenheden doet men daar gewoon niet aan (of iig minder). Dus zolang dat 0-punt niet van belang is, gebruiken zij gewoon die graden celsius. Overigens gebruiken ook wij deze laatste vaker dan Kelvin, zolang de temperatuur niet in absolute vorm dient te worden aangenomen. Dit vanwege diezelfde volksmond die bij ons in gebruik nu eenmaal wat meer conform de aangenomen eenheden in het SI-stelsel is, een enkele uitzondering daargelaten.

[OddesE]

Nasa wil dat op de maan alleen het metrische systeem (= kilo's, liters, meters) gebruikt gaat worden. Ik kan de link helaas niet vinden...

[BOotaBle]

Kelvin is juist de eenheid voor temperatuur in het SI...

[HyperioN]

http://science.nasa.gov/h...2007/08jan_metricmoon.htm

[MneoreJ]

Denk ook maar eens aan de grootheden gewicht (pounds, terwijl wij in kg's rekenen), afstand/snelheid (miles, mph ipv kilometers/km/h). SI-eenheden doet men daar gewoon niet aan (of iig minder). Dus zolang dat 0-punt niet van belang is, gebruiken zij gewoon die graden celsius.

Om in het rijtje van de andere eenheden te blijven: Amerikanen gebruiken graden Fahrenheit, niet Celsius, en de SI-eenheid is Kelvin. Het is dan ook nogal onzinnig om Kelvin om te gaan rekenen naar Celsius voor mensen die geen kaas hebben gegeten van natuurkunde. Mensen die geen kaas hebben gegeten van natuurkunde hebben uberhaupt niets aan dit artikel.

[emus]

mooie ontwikkeling

[Collen]

Maar als het met magneetisme werkt, kan je het ook als stroom op wekker gebruiken !?

of op zijn minst voor het transport van stroom dmv licht.