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Press Release |
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07.05.2012 |
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Spinspiralen für energiesparende Computersysteme |
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Die stetige Miniaturisierung von Computern und Speichermedien erfordert neue Konzepte zur Speicherung, Verarbeitung und Transport von Informationen. Forscher der Universitäten in Hamburg und Kiel und des Forschungszentrums Jülich fanden einen neuen Weg, wie Informationen im Nanometerbereich durch Ketten aus einzelnen Eisenatomen extrem schnell und effizient übertragen werden können. Wie die renommierte Fachzeitschrift "Physical Review Letters" in der Ausgabe vom 07. Mai 2012 berichtet, wird für den Informationstransport lediglich der Eigendrehimpuls von Elektronen - der sogenannte Spin - benutzt, wodurch die Daten-Übertragung im Gegensatz zu herkömmlichen elektronischen Bauteilen praktisch keine Energie verbraucht und mit sehr hoher Geschwindigkeit abläuft. In der herkömmlichen Halbleiter-Elektronik unserer modernen Computer werden Daten in Form von elektrischer Ladung verarbeitet. Da hierfür auch Ladungen auf Leiterbahnen verschoben werden müssen, also ein elektrischer Strom fließt, werden die Bauteile warm und müssen aufwändig gekühlt werden. Gerade bei mobilen Computern ist dieser Energieverbrauch ärgerlich, weil dadurch deutlich längere Laufzeiten der Geräte verhindert werden. Das Forscherteam schlägt nun einen neuartigen Weg vor, um Informationen sehr schnell auf extrem dünnen Leiterbahnen fast ohne Energieaufwand zu transportieren.
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Abbildung: Ein 30x30 nm² Bild der Ketten aus Eisenatomen (gelb, rot) auf der Iridiumoberfläche (blau, grün) aufgenommen mit spinpolarisierter Rastertunnelmikroskopie. Die Modulation entlang der Eisenketten wird durch die Anordnung der magnetischen Momente zu einer Spinspirale hervorgerufen. (Bildnachweis: M. Menzel - Universität Hamburg)
Die Arbeit der Wissenschaftler aus Hamburg, Jülich und Kiel könnte einen neuen Weg für die weitere Miniaturisierung in der Informationstechnologie eröffnen. Durch dieses Konzept für einen Datentransport im Nanometerbereich lassen sich Leiterbahnen wesentlich dichter packen als bisher. Dadurch könnten Computerchips konstruiert werden, die deutlich kleiner, schneller und extrem energiesparend sind.
Originalveröffentlichung “Information Transfer by Vector Spin Chirality in Finite Magnetic Chains“, M. Menzel,
Y. Mokrousov, R. Wieser, J.E. Bickel, E. Vedmedenko,
S. Blügel, S. Heinze, K. von Bergmann,
A. Kubetzka, and
R. Wiesendanger, Physical Review Letters 108, 197204 (2012)
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Weitere Informationen: Dipl.-Chem. Heiko Fuchs Heiko Fuchs |
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