Durchbruch auf dem Gebiet des Magnetismus

Hämatit als Beispiel für ein antiferromagnetisches Material. (Credits: Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0)
Hämatit als Beispiel für ein antiferromagnetisches Material. (Credits: Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0)

Forscher erweitern die Grenzen von Magneten, um schnelle Elektronik zu erschaffen. Sie veröffentlichten ihre Machbarkeitsstudie am 10. April 2020 im Journal Science.

Die University of Central Florida ist die leitende Universität des Multidisciplinary University Research Initiative (MURI) Projekts, das vom US-Verteidigungsministerium mit Fördermitteln in Höhe von 7,5 Millionen US-Dollar unterstützt wird. Das Team untersucht Methoden zur Erschaffung von Maschinen, die mit Billionen Zyklen pro Sekunde arbeiten. An dem Projekt nehmen außerdem noch die University of California in Santa Cruz und Riverside, die Ohio State University, die Oakland University in Michigan und die New York University sowie andere teil.

Heutige Computer stützen sich auf Ferromagnete (solche, die man auch an den Kühlschrank heftet), um die binären Nullen und Einsen anzuordnen, die Informationen verarbeiten und speichern. Antiferromagnete sind viel leistungsfähiger, aber ihr natürlicher Zustand, bei dem sie kein messbare Magnetisierung aufweisen, macht es schwer, ihre Kraft zu nutzen.

Das Labor von Dr. Enrique del Barco und Mitarbeitern an der University of California, das National High Magnetic Field Laboratory, die Norwegian University of Science and Technology und die Chinese Northeastern University überwindet erfolgreich den natürlichen Widerstand mittels elektrischer Ströme, die im Nanomaßstab durch Antiferromagneten geleitet werden.

Die Ergebnisse sind bahnbrechend, weil sie einen Machbarkeitsbeweis dafür liefern, dass antiferromagnetische Geräte im Terahertz-Bereich arbeiten können – also Berechnungen in Billionstel Sekunden durchführen. Das hat nicht nur Potenzial für alles von Leitsystemen bis zur Kommunikation, sondern bringt die Geräte auch näher an die Nachbildung der Arbeitsweise des menschlichen Gehirns heran. “Was wir jetzt sehen ist, dass die Arbeit auf diesem Level möglich und machbar ist”, sagte del Barco.

Die nächsten Schritte werden eine enge Zusammenarbeit zwischen den Theorie-, Experimental- und Materialgruppen innerhalb der MURI erfordern. Die Erschaffung von Geräten im Nanomaßstab mit Dimensionen unterhalb eines halben Mikrometers verlangt ein grundsätzliches Verständnis der geeigneten Materialien. Sowohl theoretische als auch experimentelle Untersuchungen werden dieser Machbarkeitsstudie folgen in der Absicht, kreative Wege für die Verkleinerung von Antiferromagneten zu finden.

Quelle

(THK)

Werbung

Ersten Kommentar schreiben

Antworten

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.


*