EO

Gebogen nanokanaaltjes brengen efficiëntere chips dichterbij (video)

21 oktober 2019 om 08:34 uur

Een gebogen nanokanaal voor transport van elektronenspins, in beeld gebracht met een scanning elektronenmicroscoop. Beeld: Das et al, Nano Letters

Om de efficiëntie van microchips te vergroten, kijken onderzoekers naar de mogelijkheden van 3D chips. Maar componenten die werken met de spin van elektronen, in plaats van hun lading, zijn eigenlijk altijd plat. Om deze componenten aan 3D elektronica te koppelen heeft RUG-natuurkundige Kumar Sourav Das gebogen kanaaltjes voor spintransport gemaakt. Samen met zijn collega’s ontdekte hij dat die nieuwe geometrie het mogelijk maakt om de lading- en spinstroom los van elkaar te beïnvloeden.


De resultaten zijn online gepubliceerd door het tijdschrift Nano Letters.


Das begon zijn werk met twee belangrijke vragen: hoe kun je de spinstroom afstellen met behulp van de vorm van de kanaaltjes, en hoe is spintransport mogelijk te maken in een 3D nanostructuur. Spin wordt al gebruikt in computergeheugens, maar dat zou ook in logische circuits kunnen.


"Tot nu toe was spintronica altijd gebaseerd op een platte structuur. Wij wilden weten hoe spinstromen zich gedragen in een gebogen kanaaltje", vertelt Das, die een substraat van siliciumoxide gebruikte waarin geultjes waren gemaakt met een ionenstraal (een ontwerp van Denys Makarov van onderzoekscentrum ZDR in Dresden). Das liet hier nanokanaaltjes van aluminium op groeien, die dwars door de geulen liepen. Door deze gebogen architectuur was de dikte van het aluminium op nanoschaal niet overal gelijk.


Das gebruikte geulen van verschillende grootte en mat zowel de spinweerstand als de ladingsstroom. "Wat wij ontdekten is dat de variatie in de grootte van de geulen het transport van spin en van lading verschillend beïnvloedde. Dus kunnen we de spin- en ladingsstroom onafhankelijk van elkaar aanpassen, via de vorm van de kanaaltjes."


Zijn collega Carmine Ortix van de Universiteit Utrecht ontwikkelde een theoretisch model dat dit fenomeen beschrijft. "Onze theorie laat overtuigend zien dat het mogelijk is om het gedrag van spin en lading onafhankelijk van elkaar af te stellen, alleen door de vorm van het materiaal te veranderen. Hiermee kunnen we technische problemen oplossen die de toepassing van spintronica in moderne elektronica nu nog in de weg staan", aldus Ortix. "Door platte structuren te verbinden aan driedimensionale kunnen we de bestaande mogelijkheden daarvan uitbreiden of zelfs totaal nieuwe functionaliteit krijgen, alleen maar door de vorm van het materiaal gericht aan te passen."


Volgens Das is de ontdekking belangrijk, omdat het zo mogelijk is om de spin- en elektronenstroom van spintronische componenten zo af te stellen dat ze goed aansluiten op elektronische circuits. "Op die manier kunnen we spin injectie of -detectie en spintransistoren integreren in moderne 3D circuits. Dat kan zuiniger elektronica opleveren, aangezien spintronica doorgaans bij een lagere spanning werkt. En we kunnen het model gebruiken om onze kanaaltjes af te stemmen op specifieke toepassingen."

 

Gerelateerd nieuws

Nieuw model beschrijft fouten in kwantumcomputers

Nieuw model beschrijft fouten in kwantumcomputers

In Bilbao is een universeel model ontwikkeld dat kan voorspellen hoe de aantallen topologische defecten zich verdelen in een uit-evenwicht systeem. De resultaten zijn te gebruiken in kwantumcomputers en bij onderzoek…

Nieuwe scanmethode keert objecten razendsnel binnenstebuiten

Nieuwe scanmethode keert objecten razendsnel binnenstebuiten

Live meekijken met een CT-scan in plaats van achteraf de beelden pas te analyseren. Als het aan de Leidse wiskundige Jan-Willem Buurlage ligt, is dat binnenkort realiteit. Hij ontwikkelt methodes om de algoritmes achter…

Onder-water-WiFi

Aqua-Fi brengt internet onder water

Communiceren onder water is altijd een gedoe geweest. Radiogolven komen niet ver voordat ze volledig door het water worden opgenomen. Akoestische transmissies (zoals sonar) hebben de voorkeur, maar hebben een zeer lage…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Nieuwe kleine transponderschakelaar CTM

De nieuwe CTM is heel klein en is geschikt voor elke radius vanaf slechts 15cm. Toch is het een volwaardige PL e - Cat....

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

14 juli 2020, online

Hannover Messe Digital Days

Een digitaal overzicht van actuele ontwikkelingen op het gebied van industrie, energie en logistiek en...

11 augustus 2020, Vianen

Masterclass Machineveiligheid XL

11, 12 , 18, 19 augustus 2020

19 augustus 2020, Vianen

Machineveiligheid in een dag

Meer agendapunten »