‘Buigende stroom’ maakt weg vrij voor nieuw type magnetisch geheugen
Natuurkundigen TU/e tonen energiezuinig MRAM in Nature Communications
Je computer direct kunnen gebruiken zonder opstarten: het wordt mogelijk met
een nieuw type magnetisch geheugen. Dit zogeheten MRAM is sneller, efficiënter
en robuuster dan andere vormen van dataopslag. Het schakelen van bits vraagt
echter nog teveel stroom om grootschalige toepassing mogelijk te maken.
Natuurkundigen van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) vonden een
slimme manier om dit probleem op te lossen met behulp van ‘buigende stroom’. Ze
publiceren hun vondst vandaag in het blad Nature Communications.
MRAM (Magnetic Random Access Memory) slaat data op door slim gebruik te maken
van de ‘spin’ van elektronen, een soort intern kompas van de deeltjes. Omdat
geen elektrische lading wordt gebruikt maar magnetisme, is er sprake van een
permanent geheugen, ook als de stroom uitvalt, en is opstarten van de computer
verleden tijd. Ook gebruiken deze magnetische geheugens veel minder stroom,
waardoor bijvoorbeeld mobiele telefoons langer meekunnen op een accu.
Omklappen
In een MRAM worden bits voorgesteld door de richting van de spin van de
elektronen in een stukje magnetisch materiaal: bijvoorbeeld omhoog voor een
‘1’ en omlaag voor een ‘0’. Het opslaan van data gebeurt door de spin van de
elektronen de juiste kant om te klappen. De gangbare praktijk is om door de bit
een elektrische stroom te sturen die elektronen bevat met de gewenste
spinrichting. De grote hoeveelheid stroom die hiervoor nodig is bemoeilijkt een
definitieve doorbraak van MRAM, dat sinds 2006 mondjesmaat op de markt
verschijnt.
Buigende stroom
Natuurkundigen van de TU/e, onder leiding van prof. Henk Swagten, presenteren
vandaag in Nature Communications een revolutionaire techniek om de magnetische
bits sneller en zuiniger te kunnen schakelen. Zij sturen een stroompuls ónder
de bit door, waarbij elektronen met de juiste spin omhoog, dus door de bit
heen, worden afgebogen. “Dit is te vergelijken met een voetbal, die met een
boog kan worden geschoten dankzij het juiste effect”, aldus Arno van den Brink,
TU/e-promovendus en eerste auteur van het artikel.
Ingevroren
Het nieuwe geheugen is erg snel, maar heeft nog iets extra’s nodig om het
schakelen betrouwbaar te maken. Eerdere pogingen daartoe vereisten een
magnetisch veld, maar dat maakte de methode duur en inefficiënt. De
onderzoekers hebben dit opgelost door bovenop de bits een speciaal
anti-ferromagnetisch materiaal aan te brengen. Hierin kan het benodigde
magnetische veld als het ware worden ingevroren, energiezuinig en tegen
minimale kosten. “Dit zou wel eens het beslissende zetje in de goede richting
kunnen zijn voor supersnel MRAM in de nabije toekomst”, zegt Van den Brink.
Publicatie in Nature Communications: Field-free magnetization reversal by
spin-Hall effect and exchange bias
---------------------
Bijlagen
TUe-MRAMchip-ArnovdBrink
192 KB jpg
TUe-MRAMchip-ArnovdBrink-infographic
300 KB png
---------------------
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met prof. Henk Swagten
(H.J.M.Swagten@xxxxxx / 06 31 947 994), eerste auteur Arno van den Brink
(a.v.d.brink@xxxxxx / 06 15 292 775) of met TU/e-persvoorlichter Ivo Jongsma
(i.l.a.jongsma@xxxxxx / 040 247 2110). De publicatie is op aanvraag in te zien.
Bijgevoegd zijn een foto van de testchip die de onderzoekers hebben gebruikt
voor hun experimenten en een infographic die het ‘buigende’ effect van de
stroom illustreert. Beide afbeeldingen kunt u gebruiken onder vermelding van de
bron: Arno van den Brink / TU Eindhoven. Bijschrift van de infographic: Een
magnetisch bitje wordt geschakeld door elektronen die omhoog afbuigen vanwege
hun ‘spin’. Het magnetische laagje bovenop maakt het proces betrouwbaar.
---------------------
Wilt u geen e-mail meer van ons ontvangen, klik hier om uit te schrijven.
