Forskare vid fysiska institutionen vid universitetet i Hamburg, Tyskland, detekterade atomernas magnetiska tillstånd på en yta med endast värme. Respektive studie publiceras i en ny volym av Vetenskap . En magnetnål uppvärmd av en laserstråle placerades i närheten av en magnetisk yta med ett gap på endast några atoms bredd. Temperaturskillnaden mellan nålen och ytan genererar en elektrisk spänning. Skanna nålen över ytan, forskarna visade att denna termovoltage beror på den magnetiska orienteringen av den enskilda atomen under nålen.

"Med detta koncept, vi bestämde ytmagnetismen med atomnoggrannhet utan att direkt kontakta eller starkt interagera med ytan, "säger Cody Friesen, huvudförfattaren till studien. Konventionella tekniker kräver en elektrisk ström för detta, vilket orsakar oönskade värmeeffekter. I kontrast, den nya metoden beror inte på en ström. I framtiden, miniatyriserade magnetiska sensorer i integrerade kretsar kan fungera utan strömförsörjning och utan att generera spillvärme. Istället, värme som alstras inuti en enhet riktas mot sensorn, som termiskt känner av en atoms magnetiska orientering och översätter den till digital information.

"Våra undersökningar visar att processvärmen som genereras i integrerade kretsar kan användas för mycket energieffektiv beräkning, säger Dr Stefan Krause, som övervakade projektet inom forskargruppen för professor Roland Wiesendanger.

I dag, den ständigt ökande datamängden och förbättringen av bearbetningshastigheterna kräver en konstant miniatyrisering av enheter, vilket leder till högre strömtätheter och stark värmeutveckling inuti enheterna. Den nya tekniken från Hamburg kan göra informationsteknologi mer energieffektiv och därmed miljövänlig. Förutom ekologiska aspekter, det skulle få meningsfulla konsekvenser för vardagen:till exempel smartphones skulle behöva mindre frekvent laddning på grund av deras minskade strömförbrukning.