Spin-Steuerung soll besseren Speicher ermöglichen

Forschung & Wissenschaft Forscher vom Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der französischen Grundlagenforschungs-Organisation CNRS steuern erstmals mit elektrischen Feldern eine als "Spin" bezeichnete Eigenschaft von Elektronen so. Dies ermöglicht es, dass damit Daten dauerhaft gespeichert werden können, teilten die Forscher mit. Das im Fachjournal 'Science' publizierte Prinzip könnte vermutlich nicht nur die Arbeitsspeicher in Computern revolutionieren, sondern auch andere elektronische Bauteile verbessern.

Neuartige Arbeitsspeicher nutzen den so genannten "magnetischen Tunnelwiderstand" TMR (Tunnel Magneto Resistance). Dabei werden zwei dünne Magnetschichten durch einen nur einen Millionstel Millimeter dicken Isolator voneinander getrennt. Obwohl der Isolator eigentlich keine Elektronen durchlässt, können einige der Ladungsträger trotzdem wie durch einen Tunnel auf die andere Seite schlüpfen.

Möglich ist dies aufgrund eines Quanteneffekts. Alle Elektronen haben einen Eigendrehimpuls, was Physiker als Spin bezeichnen. Der Spin kann entweder den Zustand "up" oder "down" annehmen. Enthalten beide Magnetschichten eines TMR überwiegend Spins der gleichen Orientierung, tunneln die Elektronen viel leichter als wenn eine Magnetschicht vor allem "up"-Spins und die andere überwiegend "down"-Spins enthält.

Mit solch einem Bauelement, in dem beide Magnetschichten Elektronen mit gleichem Spin haben, kann man einen Speicher herstellen, der ähnlich wie ein herkömmlicher Arbeitsspeicher rasch und oft mit Daten neu beschrieben werden kann. Derartige auch als MRAM bezeichnete Arbeitsspeicher benötigen zum Schreiben der Daten aber relativ starke Magnetfelder und daher auch viel Energie.

Das könnte sich mit neuen Erkenntnissen aus der Grundlagenforschung ändern: Die Forscher haben den Isolator aus einer Bariumtitanat genannten Verbindung hergestellt. Die HZB-Forscher Sergio Valencia und Florian Kronast haben die chemische Zusammensetzung der beteiligten Magnetschichten mithilfe der "Röntgenabsorptionsspektroskopie" untersucht.

Mit einem elektrischen Feld können die Wissenschaftler diesen Isolator so schalten, dass er die Spins der Elektronen in den angrenzenden magnetischen Schichten und damit auch das Tunneln beeinflusst. Da die Schaltung im Isolator auch ohne Strom erhalten bleibt, könnte man nach diesem Vorbild zum Beispiel Arbeitsspeicher für PCs bauen, die wenig Energie verbrauchen und trotzdem die Daten dauerhaft speichern.
Diese Nachricht empfehlen
Kommentieren13
Jetzt einen Kommentar schreiben


Alle Kommentare zu dieser News anzeigen
Kommentar abgeben Netiquette beachten!

Jetzt als Amazon Blitzangebot

Ab 10:00 Uhr Odys Winpad X9 22,6 cm (8,9 Zoll) Tablet-PC (Intel Atom Quad Core Z3735, 2GB DDR III RAM, 32GB Flash HDD, Win 10 Home, Bonuspack: 3 Monate Zattoo Premium gratis)
Odys Winpad X9 22,6 cm (8,9 Zoll) Tablet-PC (Intel Atom Quad Core Z3735, 2GB DDR III RAM, 32GB Flash HDD, Win 10 Home, Bonuspack: 3 Monate Zattoo Premium gratis)
Original Amazon-Preis
93,79
Im Preisvergleich ab
?
Blitzangebot-Preis
79,00
Ersparnis zu Amazon 16% oder 14,79
Nur bei Amazon erhältlich

Video-Empfehlungen

WinFuture Mobil

WinFuture.mbo QR-Code Auch Unterwegs bestens informiert!
Nachrichten und Kommentare auf
dem Smartphone lesen.

Folgt uns auf Twitter

WinFuture bei Twitter

Interessante Artikel & Testberichte

Tipp einsenden