Dagens datorprocessorer pressas alltmer till sina gränser på grund av deras fysiska egenskaper. Nya material kan vara lösningen. Fysiker från Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) har undersökt om och hur sådana material kan utvecklas. De har skapat, testat och lämnat patent på ett koncept med de senaste resultaten från spintronikområdet. Teamet rapporterade om sin forskning i tidningen ACS tillämpat elektroniskt material .
Med sitt nya koncept, forskarna vid MLU vill förbättra egenskaperna hos dioder och transistorer. Vanliga processorer använder tusentals dioder och transistorer för att behandla data. "Energieffektiviteten för dessa enskilda komponenter avgör hur mycket energi som förbrukas av processorn totalt sett, säger professor Ingrid Mertig, en teoretisk fysiker vid MLU. Energiförlust, som uppstår när elektrisk energi omvandlas till värme, är fortfarande den största utmaningen, förklarar hon. När du utvecklar dessa komponenter, forskare måste också bestämma om de ska skapa mycket kraftfulla och energieffektiva komponenter som bara kan användas för ett specifikt ändamål, eller för att skapa delar som kan användas på olika sätt, men som har en lägre prestanda och kräver mer energi.
För sin senaste innovation, forskargruppen undersökte om spintronics kan användas för att lösa dessa problem. Det är baserat på en speciell egenskap hos elektroner:snurrningen. Detta är ett slags inneboende vinkelmoment av elektroner som genererar ett magnetiskt moment som är ursprunget till magnetismen. Forskarna har undersökt om och hur en diod eller transistor kan utvecklas som använder denna snurrning utöver laddningen av elektronen. Konceptet bygger på nyupptäckta magnetiska material som innehåller spinninformation på ett särskilt sätt. Dessa kan ersätta traditionella halvledarmaterial i de nya komponenterna.
"Våra förslag för de nya transistorerna kombinerar databehandling och lagring. Det går ingen energiförlust och de kan enkelt konfigureras om, "förklarar Dr Ersoy Sasioglu, en fysiker vid MLU och första författare till tidningen. I samarbete med experimentella fysiker från universitetet i Bielefeld, forskarna vill nu testa vilka material som är bäst lämpade för de nya komponenterna.
