EO

Magnetische dataopslag op chip presteert beter op ‘nette’ grensvlakken

06 april 2020 om 12:02 uur

Magnetische data-opslag, maar dan zonder de bewegende onderdelen van een harddisk of een tape: er wordt veel van verwacht en voorzichtig verschijnen de eerste producten op de markt. Toch lijkt de technologie nog te lijden aan een soort 'geheugenverlies' dat alleen te verklaren is met goede rekenmodellen voor het grensvlak tussen twee materialen. Onderzoekers van de Universiteit Twente hebben dit voor het eerst gedaan en laten zien welke invloed de temperatuur heeft, en de orde - of juist wanorde -, op het grensvlak.


Het onderzoek is gepubliceerd in Physical Review Letters.

 

In datacenters verschijnt weliswaar steeds vaker de snelle en volledig elektronische solid-state dataopslag (SSD), maar magnetische opslag heeft het voordeel dat de informatie ook zonder spanning bewaard blijft. En het is beduidend goedkoper. Disks en tapes zijn daarom nog niet weg te denken. Het mooiste zou zijn als je de voordelen van elektronisch schrijven en lezen, zoals bij een SSD, kunt combineren met magnetische opslag. De prestaties hangen sterk af van wat er aan het grensvlak van twee materialen gebeurt, laten de UT-onderzoekers zien. Zij hebben vier typische combinaties van materialen onderzocht op de verliezen die kunnen optreden.

 

Spinstroom

Het ene materiaal is bijvoorbeeld een stroomgeleider, het ander is magnetisch. Elektronen transporteren hun lading door de geleider. Bovendien is hun spin-stroom vanuit de geleider naar het magnetisch materiaal te koppelen. De spin kan plaatselijk het magnetisch materiaal doen omklappen en zo een ‘1' of een ‘0' schrijven. Het magnetische materiaal neemt daarbij de spinstroom over van de stroomgeleider. Er is ook een variant mogelijk van een ‘sandwich' van twee magnetische lagen met een niet-magnetische laag ertussen. Het zijn verschillende mogelijkheden om een magnetic random access geheugen (MRAM) te realiseren.

 

Nette aansluiting

Het onderzoek geeft meer inzicht in spin memory loss, waarbij je de spinstroom aan het grensvlak kwijtraakt. Dit verlies is de afgelopen jaren uitgebreid onderzocht, maar het gros van de experimenten is uitgevoerd bij zeer lage temperaturen. En die temperatuur maakt het verschil, zeker voor sommige magnetische materialen, zo laten de nieuwe simulaties zien.

 

De rekenmodellen gaan uit van de kwantummechanische beschrijving, met scattering theory en het golfgedrag van elektronen. Bij stijgende temperaturen gaan de atomen steeds meer trillen, waardoor de ordening in het kristal verschuift. Dat heeft gevolgen voor het grensvlak tussen stroomgeleider en magnetisch materiaal, en daarmee ook voor de overdracht van de spin-informatie van het ene naar het andere materiaal. Bovendien blijkt dat, bij materialen met een heel verschillende kristalstructuur, de ‘nette' aansluiting van het ene kristal op het andere doorslaggevend is. Een mismatch zorgt voor een grotere spin memory loss.

 

2D materialen

Meer fundamentele kennis kan helpen bij het kiezen van de optimale combinatie van materialen en fabricagetechnologie, om de materialen zo goed mogelijk op elkaar te laten aansluiten. De onderzoekers gaan hun methodiek ook toepassen op de nieuwe generatie tweedimensionale magnetische materialen.

 

Gerelateerd nieuws

Slimme modelleertechniek: 200 gelaatsschermen in de tijd van 1

Slimme modelleertechniek: 200 gelaatsschermen in de tijd van 1

Sandvik Coromant heeft een 3D-modelleringstechniek ontwikkeld waarmee tot 200 kunststof gelaatsmaskers geprint kunnen worden in de tijd die traditionele methoden nodig hebben om er één te printen. Door gestapelde…

Covid-ventilator met Sigmatek technologie

Covid-ventilator met Sigmatek technologie

Hage Speciaal Machinebouw en Hage3D hebben een drukgestuurde ventilator voor noodsituaties ontwikkeld, met de moderne besturingstechnologie van Sigmatek. De Hage Respirator heeft met succes alle testfasen afgerond en is…

Coherente Lidar op lange afstand versnellen

Coherente Lidar op lange afstand versnellen

Onderzoekers van EPFL hebben een nieuwe manier gevonden om Lidar-motoren te versnellen door fotonische circuits te gebruiken. Moderne 3D Lidar-sensoren combineren een hoge laterale / verticale en radiale resolutie. Ze…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
MVK Fusion - 3 modules in 1

Murrelektronik introduceert een PROFINET/PROFIsafe module welke drie basisfuncties in één module verenigt:

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

16 juni 2020, online

Power Electronics event

Het doel van dit event is de diversiteit van toepassingen, innovaties en kennis te presenteren op het...

16 juni 2020, Veldhoven

Business Software Event 2020

‘Boost your business with connected software & smart data’. Dat is het thema van het Business...

17 juni 2020, Vianen

Industrial Ethernet Event

Hoe kun je het maximale uit Industrial Ethernet halen?

Meer agendapunten »