Kemister från University of Waterloo har hittat ett mycket snabbare och mer effektivt sätt att lagra och bearbeta information genom att utöka begränsningarna för hur flödet av el kan användas och hanteras.

I en nyligen släppt studie, kemisterna upptäckte att ljus kan framkalla magnetisering i vissa halvledare - standardklassen av material i hjärtat av alla beräkningsenheter idag.

"Dessa resultat kan möjliggöra ett grundläggande nytt sätt att bearbeta, överföra, och lagra information med elektroniska enheter, det är mycket snabbare och effektivare än konventionell elektronik. "

I årtionden, datorchips har krympt tack vare en stadig ström av tekniska förbättringar i bearbetningstäthet. Experter har, dock, varnat för att vi snart kommer att nå slutet av trenden som kallas Moores lag, där antalet transistorer per kvadrattum på integrerade kretsar fördubblas varje år.

"Enkelt uttryckt, det finns en fysisk gräns för prestanda för konventionella halvledare samt hur tät du kan bygga ett chip, "sa Pavle Radovanovic, professor i kemi och medlem i Waterloo Institute for Nanotechnology. "För att fortsätta förbättra chipprestanda, du skulle antingen behöva ändra materialet som transistorer är gjorda av - av kisel, säga till kolnanorör eller grafen - eller ändra hur vårt nuvarande material lagrar och bearbetar information. "

Radovanovics fynd möjliggörs av magnetism och ett fält som kallas spintronics, som föreslår att lagra binär information inom elektronens rotationsriktning, förutom laddning och plasmonik, som studerar kollektiva svängningar av element i ett material.

"Vi har i princip magnetiserat enskilda halvledande nanokristaller (små partiklar nästan 10, 000 gånger mindre än bredden på ett människohår) med ljus vid rumstemperatur, "sa Radovanovic." Det är första gången någon har kunnat använda kollektiv rörelse av elektroner, känd som plasmon, att inducera en stabil magnetisering inom ett sådant icke-magnetiskt halvledarmaterial. "

Vid manipulering av plasmon i dopade indiumoxid -nanokrystaller visar Radovanovics resultat att de magnetiska och halvledande egenskaperna verkligen kan kopplas, allt utan att behöva ultralåga temperaturer (kryogener) för att styra en enhet.

Han räknar med att resultaten från början kan leda till mycket känsliga magneto-optiska sensorer för termisk avbildning och kemisk avkänning. I framtiden, han hoppas kunna utvidga detta tillvägagångssätt till kvantavkänning, datalagring, och kvantinformationsbehandling.

Resultaten av forskningen dök upp nyligen i tidskriften Naturnanoteknik .