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

Interreg Vlaanderen-Nederland keurt vier nieuwe projecten goed

TU Delft maakt kleinste autonome race-drone ter wereld

Machine learning voorspelt eigenschappen nanoporeuze materialen

Karel Proesmans wint prestigieuze ‘Early career prize’

Rekenmethode om nano-mikadodoosjes te ontwerpen voor fotonica

Analyse genoomsequentie kan sneller en goedkoper

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Aan de slag met de EPLAN-cloudoplossingen

Webinar

vrijdag 21 juni 2019

International Women in Engineering Day

Wereldwijd

zondag 23 juni 2019

SENSOR+TEST 2019

Nuremberg (D)

van 25/06/2019 tot 27/06/2019

MindSphere: (R)evolution with the cloud

Webinar Siemens

dinsdag 25 juni 2019

Bouwstenen van geïntegreerd aanwezigheidsbeleid

BluePoint Antwerpen (Agoria Academy)

maandag 9 september 2019

Rittal vakseminarie industriële systeemkasten

Laakdal

donderdag 12 september 2019

Keuze van de redactie

(18/6) 30% meer bezoekers voor Vision, Robotics & Motion (+fotoreportage)

(18/6) Ontwikkelen methodes voor voorspellen onderhoud met big data algoritmen

(13/6) Machinebouw- en mechatronicalabs voor maakbedrijven klaar voor gebruik

(13/6) 6 bedrijven genomineerd voor Leeuw van de Export 2019

(11/6) DHL Express investeert in distributiecentrum in Roeselare

(11/6) Acht EU-landen krijgen nieuwe supercomputers

>> 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...

Kristal Solar Park officieel ingehuldigd

Met 99,5 MW is Kristal Solar park in Lommel het grootste zonnepark van de Benelux. 303.000 zonnepanelen en 2.200 kilometer kabels werden aangelegd op een terrein van 93 hectare.

Rittal ondersteunde Europa-Park bij opbouw van nieuw datacenter - techniek

Rittal ondersteunde het Europa-Park,Duitsland, bij het opbouwen van een nieuw datacenter. De systemen waren tijdig klaar voor de seizoenstart en garanderen de beschikbaarheid van attracties.

Europees onderzoeksproject gaat strijd aan met ziektes in vezelvlas

Elf Franse en Belgische universiteiten, onderzoeksinstellingen, sectororganisaties en bedrijven gaan gedurende 4 jaar op zoek naar oplossingen om ziektes in de vlasteelt te bestrijden.

Atlas Copco omarmt IoT - artikel

Antwerpen is het wereldwijde hoofdkwartier van de persluchtdivisie van Atlas Copco. Met Wouter Ceulemans, president van Airtec, praten we over IoT, smart factory en additive manufacturing.

BP breidt samenwerking met Schneider Electric uit

Wereldwijde energieproducent BP gaat een vijfjarige wereldwijde samenwerking aan met Schneider Electric. Beiden werkten al samen, maar deze overeenkomst versterkt de samenwerking.

Meer mogelijkheden voor ’biobased’ meststoffen

Het Europese onderzoeksproject LEX4BIO heeft tot doel de import van meststoffen te verminderen, nutriëntenkringlopen te sluiten en landbouwsystemen in de EU te verduurzamen.

Langverwachte EU Verordening voor drones is er

Op 11 juni 2019 publiceerde de Europese Commissie de lang verwachte gemeenschappelijke Europese regels inzake drones.

essenscia PolyMatters vindt ban op kunststoffen geen goede zaak

De toepassing van de nieuwe Europese richtlijn over Single Use Plastics (SUP) moet zo gebeuren dat de federale en regionale overheden wetgeving en maatregelen maximaal op elkaar afstemmen.

Flexibele Ethernet-kabels CC-Link IE Field certificaat

CAT5e of CAT6 kabels zijn onmisbaar voor de implementatie van Industrie 4.0 in de automatisering. igus heeft haar flexibele Ethernet-kabels CFBUS.045 en CFBUS.049 doorontwikkeld, voor het gebruik in kabelrupsen. De nieuwe kabels zijn nu getest door onafhankelijke instituten en verkregen het certificaat voor CC-Link IE protocollen.

Partners