Dataopslag met licht doorbraak naar toekomstig fotonisch geheugen

Onderzoek & Wetenschap 14/01/2019 9:43:48

Licht is de meest energie-efficiënte manier om informatie mee te verzenden, maar het opslaan is niet eenvoudig. Daarom worden nog steeds energie-verslindende magnetische schijven gebruikt.

Lees hieronder verder   
Verwant

2X scherper beeld door combinatie microscopie­technieken

Slim algotritme analyseert grafeen 50 keer sneller

Zonlicht als brandstof voor duurzame chemische processen

VUB opent innovatiecentrum voor kunstmatige intelligentie

Onderzoek naar economische haalbaarheid duurzame waterstof

Bijzondere supergeleider dankzij vrij hangende laagjes

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Mondiale Magazijnverkoop met megakortingen

Mondiale - Gentsesteenweg - Zele

van 13/12/2019 tot 14/12/2019

Gezondheid en veiligheid op het werk (ISO 45001:2018)

Ramada Plaza - Antwerpen

dinsdag 17 december 2019

Bruggenbouw: ontwerp en berekening

Het Ingenieurshuis - Antwerpen

van 19/12/2019 tot 14/05/2020

Essentiële bouwstenen voor een connected gebouw

Hendrik Consciencegebouw - Brussel

dinsdag 14 januari 2020

Mastercourse: ’Data Innovation beyond the Hype’

Sirris, MRC Gent - Zwijnaarde

maandag 27 januari 2020

Machinery safety awareness training

Pilz Academy - Roeselare

dinsdag 28 januari 2020

Keuze van de redactie

(10/12) War for Talent: job in life sciences hoeft niet altijd in R&D te zijn

(9/12) WKK maakt Limburgs tropisch zwembad duurzamer

(4/12) Janssen Pharmaceutica gestart met diepe geothermieboringen

(4/12) Wereldprimeur: koffie roosteren op 100% zonne-energie

(3/12) Organ-on-a-chip helpt ziektes beter begrijpen

(2/12) Winnaars van Junior STEM Olympiade 2019 bekend gemaakt

>> Meer blikvangers

ENGINEERINGNET.BE - Nederlandse onderzoekers van het Institute of Photonic Integration aan de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) hebben in het tijdschrift Nature Communications een ‘hybride techniek’ voorgesteld die de voordelen van licht en magnetische opslag combineert.

Ultrakorte lichtpulsen maken het mogelijk om gegevens direct in een magnetisch geheugen te schrijven op een snelle en zeer energiezuinige manier. Volgens de onderzoekers belooft dit een revolutie teweeg te brengen in de gegevensopslag in toekomstige fotonische chips.

Gegevens worden op een harde schijf opgeslagen in de vorm van 'bits', minuscule magnetische domeinen met een noordpool en een zuidpool. De richting van deze polen ('magnetisatie') bepaalt of de bits een digitale 0 of een 1 bevatten. Het schrijven van de gegevens wordt bereikt door de richting van de magnetisatie van de bijbehorende bits 'om te schakelen'.

Conventioneel vindt het schakelen plaats door een extern magnetisch veld aan te leggen, die de richting van de polen ofwel omhoog (1) of omlaag (0) dwingt. Een alternatief is om het schakelen optisch te doen, door gebruik te maken van een zeer korte (femtoseconde) laserpuls. Hiermee kan de opslag van gegevens potentieel sneller en efficiënter gebeuren.

Mark Lalieu, promovendus bij de faculteit Technische Natuurkunde van de TU/e: “Optisch schakelen voor dataopslag is al ongeveer een decennium bekend. Het schakelen van de magnetisatie in materialen die conventioneel gebruikt worden in de spintronica vereist echter meerdere laserpulsen en dus kost het schrijven teveel tijd en energie.”

Lalieu was in staat om, onder begeleiding van Reinoud Lavrijsen en hoogleraar Bert Koopmans, het optisch schakelen te realiseren in zogeheten synthetische ferrimagneten - materialen die zeer geschikt zijn voor spintronicatoepassingen. Dit lukte met een enkele femtoseconde laserpuls, waardoor het schrijven van gegevens energiezuinig én snel gebeurt.

Lalieu: "Deze manier van schakelen is ongeveer 100 tot 1000 keer sneller dan wat mogelijk is met de technologie van vandaag. Bovendien, omdat de optische informatie wordt opgeslagen in magnetische bits zonder dat hierbij energieverslindende elektronica nodig is, heeft dit enorme potentie voor toekomstig gebruik in fotonische computerchips. "

Bovendien combineerde Lalieu het optisch schakelen met het zogenoemde racetrackgeheugen, een magnetische draad waardoorheen de gegevens, in de vorm van magnetische bits, efficiënt worden getransporteerd met behulp van een elektrische stroom. In dit systeem worden magnetische bits continu met licht opgeslagen en onmiddellijk langs de draad getransporteerd door de elektrische stroom, waardoor ruimte vrijkomt voor lege magnetische bits en dus nieuwe gegevens worden opgeslagen.

Koopmans: "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. Je kunt je voorstellen hoeveel sneller en energiezuiniger dat is.” << (Guy Leysen) (bron en figuur: TU/e)

ACHTERGROND
Dit onderzoek werd gedaan met microdraden. In de toekomst moet verkleind worden naar de nanoschaal om beter te kunnen samengaan met computerchips. Om de integratie van een fotonisch computergeheugen compleet te maken werkt de onderzoeksgroep Physics of Nanostructures ook aan het optisch uitlezen van de (magnetische) data. <<

Bij de figuur:
Het 'on-the-fly' schrijven van gegevens in een racetrack geheugen. De magnetische bits (enen en nullen) worden geschreven door laserpulsen (rode puls, linkerkant). Deze bewegen vervolgens over de racetrack (zwarte pijlen). In de toekomst kan de data mogelijk ook weer optisch worden uitgelezen (rode puls, rechterkant).

Abonneer op onze nieuwsbrief

Reageer of publiceer aanvullende informatie
Mis ook dit niet...

Kissling noodstop schakelaars hebben levensduur tot 40.000 schakelingen - techniek

Rotero breidt zijn gamma noodstop schakelaars van Kissling uit met de ES-serie waaronder noodstop schakelaars, die zich kenmerken door een hoge schok- en trillingsbestendigheid.

War for Talent: job in life sciences hoeft niet altijd in R&D te zijn

Er is een nijpend tekort aan wetenschappers op de arbeidsmarkt. Oorzaak is een mismatch is tussen de vraag en aanbod van talent. Hays pleit voor een betere begeleiding van studenten.

De Lijn bestelt 200 extra hybride bussen bij VDL

Openbare vervoers­maatschappij De Lijn heeft onlangs bij VDL Bus & Coach een order geplaatst voor 200 hybride bussen, waarvan de eerste in de tweede helft van 2020 geleverd worden.

WKK maakt Limburgs tropisch zwembad duurzamer

Luminus Solutions, Vanparijs Engineers en Center Parcs hebben een warmte­kracht­koppeling (WKK) geïnstalleerd in De Vossemeren die het subtropisch zwembad op duurzame wijze verwarmt.

VUB, UGent en KU Leuven werken samen rond impact AI

Hiertoe richten ze het nieuwe Kenniscentrum Data & Maatschappij op, dat kennis en ervaringen rond ethische, maatschappelijke en juridische aspecten van artificiële intelligentie verzamelt.

Vlaanderen focust op duurzame voedings­verpakkingen

Een consortium van Flanders’ FOOD (Agro-voeding), VIL (Logistiek), Catalisti (Chemie-Kunststoffen), SIM (Materialen) en Pack4Food lanceren de Roadmap ‘Voedselverpakking van de Toekomst’.

4D-printen van structuren met veranderende vorm

Onderzoekers van het MIT en van andere instituten ontwikkelen netten in maaswerk met verscheidene materialen waardoor ze complexe vormen kunnen aannemen en een dubbele kromming krijgen.

Natuurkundigen vragen zich af of een vijfde natuurkracht bestaat

Hebben Hongaarse natuurkundigen met een simpele meetopstelling een nieuwe natuurkracht ontdekt die alle grote versnellers en detectoren al decennia over het hoofd zien?

Opra Turbines levert OP16 gasturbine voor offshore platform

Opra Turbines meldt dat het een order heeft ondertekend met Spirit Energy om één OP16-3B gasturbine generatorset te leveren voor het Markham J6A offshore platform. De gasturbine vervangt de bestaande Dresser Rand KG2-3C gasturbine. Deze nieuwe turbine heeft een ultralage emissie en is veel energiezuiniger. >>

Partners