Snellere en minder warme computers dankzij roest

Het hoofdbestanddeel van roest is een goedkoop en veelbelovend materiaal om snellere ICT-toepassingen mogelijk te maken, terwijl daarbij minder warmte vrijkomt.

Trefwoorden: #anti-ferromagnetisch, #ferromagnetisch, #ICT, #ijzeroxide, #informatietransport, #Johannes Gutenberg Universität Mainzm Duitsland, #natuurkundigen, #Norwegian University of Science and Technology, #roest, #sneller, #Universiteit Utrecht, #warmte

Lees verder

research

( Foto: Universiteit Utrecht )

ENGINEERINGNET.BE - Dit blijkt uit onderzoek van natuurkundigen van de Johannes Gutenberg Universität Mainz in Duitsland, de Norwegian University of Science and Technology en de Universiteit Utrecht.

Bits en bytes worden nu verwerkt en verstuurd door elektronische componenten, zoals transistors verbonden door bedrading op een chip. Hierbij produceren ze vrij veel warmte, wat de snelheid begrenst waarmee informatie wordt verstuurd.

Voor innovaties in de ICT moeten zulke componenten kleiner, sneller en vooral niet warmer worden. Een groep magnetische materialen, de anti-ferromagneten, kan een goedkoop en veelbelovend alternatief zijn voor sneller informatietransport met minder warmteproductie.

Ferromagnetische materialen, zoals ijzer, bestaan uit kleine magneetjes die allemaal hetzelfde georiënteerd zijn en daardoor op dezelfde manier reageren op een magnetisch veld. Anti-ferromagnetische materialen, zoals roest (ijzeroxide), bestaan uit microscopisch kleine magneetjes die in tegengestelde richting georiënteerd zijn.

Beide oriëntaties wisselen elkaar af in een geordend patroon, waardoor magnetische velden elkaar opheffen. Wel is het mogelijk om in deze materialen een magnetische golf te creëren, ofwel een magnon. In anti-ferromagnetische materialen zijn het deze magnons die de bits en bytes aan informatie transporteren.

ICT gebaseerd op anti-ferromagnetische onderdelen, is mogelijk duizenden keren sneller dan huidige technologieën. Ook is de warmteproductie door magnons in principe veel lager. Daardoor zouden hiermee nog veel kleinere componenten met tegelijkertijd een hogere informatiedichtheid gemaakt kunnen worden.

In hun experimenten stuurden de onderzoekers een elektrische stroom door platinadraden op het isolerende ijzeroxide. Dit leidt tot energieoverdracht van het platina naar het ijzeroxide, waardoor magnons ontstaan.

Uit de experimenten blijkt het mogelijk via het ijzeroxide informatie te versturen over grote afstanden. Snelle devices gebaseerd op deze technologie zijn in tien tot vijftien jaar te realiseren, aldus de onderzoekers.


Op de figuur: Schematische weergave van een magnon of spingolf.