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

Beter inzicht in bijzondere eigenschappen van water

Onderzoek: Zwaartekracht beschrijven, zonder zwaartekracht

Autoruiten en zonnepanelen gaan zichzelf reinigen

KU Leuven-onderzoekers stap dichter bij nieuwe generatie zonnepanelen

Synthetische huid laat robots zweten

3 miljoen euro Europese steun voor onderzoek naar zelfhelende robots

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Waterstof Dagen

RNSYC - Oostende

van 26/08/2019 tot 30/08/2019

Robots-Cobots: vriend op het werk, vriend in huis

UAntwerpen Campus Groenenborger

donderdag 5 september 2019

Bouwstenen geïntegreerd aanwezigheidsbeleid

BluePoint Antwerpen (Agoria Academy)

maandag 9 september 2019

Rittal vakseminarie industriële systeemkasten

Laakdal

donderdag 12 september 2019

EMO Hannover

Messegelände - Hannover (D)

van 16/09/2019 tot 21/09/2019

Eerstelijns onderhoud op industriële tandwielkasten

MGH Servicecenter Machelen

dinsdag 17 september 2019

Keuze van de redactie

(19/8) VUB en ULB starten proefproject met zelfrijdende shuttlebus

(19/8) Primeur: Nederlandse waterstofwagen verslaat benzine racewagens

(12/8) Indaver scoort Schots afvalenergiecontract van 400 miljoen euro

(6/8) Masterproeffilmpje bezorgt ingenieur job bij Amazon

(15/7) Onderzoekers verhogen energiecapaciteit uit zonnepanelen

(3/7) Onthulling eerste hyperloopsysteem in Europa (+video)

>> 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...

Onderzoek: Zwaartekracht beschrijven, zonder zwaartekracht

Recent vond een grote verschuiving plaats in de manier waarop natuurkundigen denken over de quantumzwaartekracht: de gecombineerde theorie van quantummechanica en zwaartekracht.

Autoruiten en zonnepanelen gaan zichzelf reinigen

De Wageningse universiteit (NL) werkt aan dunne coatings van vloeibare kristallen, die met elektra van vorm en functie veranderen, zodat vuil en zanddeeltjes van zonnepanelen afglijden.

Onderzoekers zetten nieuwe stap in strijd tegen taaislijmziekte

Via gencorrectie kunnen KU Leuven en de Universiteit van Trento twee mutaties die mucoviscidose veroorzaken permanent herstellen. Dat gebeurde met 3D-celculturen afkomstig van mucopatiënten.

Satelliet met nieuwe generatie zonnepanelen gelanceerd

De net gelanceerde, hypermoderne Europese lasercommunicatiesatelliet EDRS-C krijgt energie van een nieuwe generatie zonnepanelen: de ARA Mark 4, ontwikkeld door Airbus Defence and Space.

Buitenlands toptalent in IT naar Vlaanderen halen

Vlaamse bedrijven kampen met openstaande vacatures in IT. Het PALIM-project leidt 60 Marokkaanse IT'ers in Marokko op, waarvan er 30 in aanmerking komen voor vacatures in België.

Projectsourcingkantoor Bonache kiest voor verjonging

Het management van Bonach wordt jonger en vrouwelijker nu Robine Martin en Femke Lintelo er voor kozen om medezaakvoerder en aandeelhouder te worden, naast oprichter Dirk Verbeeck.

PortXchange moet digitale scheepvaart-app wereldwijd beschikbaar maken

PortXchange is erop gericht de efficiëntie van havenaanlopen te vergroten en de CO2-uitstoot van en tussen havens te verminderen, onder meer door de digitale scheepvaart-app Pronto.

Indaver scoort Schots afvalenergiecontract van 400 miljoen euro

Indaver en Acciona gaan samen een afvalenergiecentrale exploiteren in het Noordoosten van Schotland. Het NESS-energieproject zal jaarlijks 150.000 ton huishoudelijk afval verwerken.

Kontron lanceert COM Express Compact Type 6 met nieuwste Intel processoren

Kontron heeft nieuwe COM Express Compact Type 6 modules, die de 8ste generatie Intel-processoren bevatten, toegevoegd aan zijn gamma. De processoren verbruiken slechts 15 Watt. De nieuwe modules laten tot 24 GB DDR4-geheugen toe en zijn optioneel voor het eerst beschikbaar in Compact-formaat met snelle NVMe SSD. >>

Partners