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

Wim van der Hoek Award voor UT-alumnus Sven klein Avink

Wim van der Hoek Award voor UT-alumnus Sven klein Avink

Sven klein Avink heeft de Wim van der Hoek Award gekregen. Klein Avink is aan de Universiteit Twente afgestudeerd op het opnemen van visco-elastische elementen in elastische scharnierconstructies om de effecten van…

Rien Koster-prijs voor Hans van de Rijdt

Rien Koster-prijs voor Hans van de Rijdt

Tijdens de negentiende editie van de Precisiebeurs werd onder auspiciën van de DSPE (Dutch Society for Precision Engineering) de Rien Koster-prijs uitgereikt. Hans van de Rijdt ontving de prijs voor zijn verdiensten als…

Groot lek in chips niet aangepakt door Intel

Groot lek in chips niet aangepakt door Intel

Ondanks de ontdekking van een lek in chips van Intel die afgelopen mei bekend werd gemaakt door de VU in Amsterdam, blijkt dat de chips kwetsbaar blijven door onvolledige en gebrekkige aanpassingen door de chipsfabrikant…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Compacte vergrendelmagneten bestand tegen hoge dwarskrachten

Onlangs heeft Magnet Schultz een doorontwikkeling van de serie G SC X geïntroduceerd onder de naam G SC X … B01.

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

20 november 2019, Tiel

Nationale Cobot Dag

Op de Nationale Cobot Dag demonstreren zeker 9 cobotmerken wat ze kunnen.

21 november 2019, D&F kantoor Breda

Machine Safety Specialist (CE) met TÜV persoonscertificaat

21 nov 2019, 3 dec 2019, 19 dec 2019 en 9 jan 2020 Examen: 16 januari 2020

Meer agendapunten »