Categories: Actueel

Radboud-hoogleraar bedenkt magneet voor snelle en zuinige dataopslag

Als je een bestand opslaat op je laptop of PC, maakt de computer een code van enen en nullen. In werkelijkheid zijn dat kleine magneetpooltjes (spins) die in twee richtingen kunnen wijzen: de toestand ‘één’ of ‘nul’. Het omzetten van deze spins met een magneetveld gaat relatief langzaam en kost veel energie. Een alternatief is om ze te schakelen met licht, wat Radboud-onderzoekers zes jaar geleden voor het eerst lukte. Sindsdien zijn ze een zoektocht begonnen naar materialen die daar geschikt voor zijn. Theo Rasing: "Het optisch schakelen lukte alleen in speciale magneten, zogenoemde ferrimagneten. Maar die  magneten bevatten dure zeldzame aardmetalen, die ook moeilijk op nanoschaal te produceren zijn. Nu hebben we voor het eerst aangetoond dat je synthetische ferrimagneten ook optisch kunt schakelen."

In tegenstelling tot de gewone ferrimagneten, zijn voor de synthetische ferrimagneten geen zeldzame aardmetalen nodig. Dat betekent dat ze minder duur zijn en beter voor het milieu, en dus geschikter voor de toepassing in computers.  Rasing: "Ik zie dit echt als het begin van een fundamenteel nieuwe manier van data opslaan – en wellicht ook van datamanipulatie."

Ferrimagneten

Het bijzondere van ferrimagneten is dat de spins niet allemaal even groot zijn. "Ze lijken op anti-ferromagneten, waarbij de spins in paren met een tegengestelde richting voorkomen. Maar doordat de magneetpooltjes niet allemaal even groot zijn, hebben ferrimagneten wel een netto magnetisch moment", aldus Rasing. Door dunne laagjes ijzer via een tussenlaag antiferromagnetisch met elkaar te koppelen  kan dit nagebootst worden. "Het ijzer is ferromagnetisch, alle spins zijn gelijk en staan dezelfde kant op. Een netto magnetisch moment kun je dan creëren door bijvoorbeeld twee laagjes met ongelijke dikte en tegengestelde magnetisatierichting te combineren. Het schakelen van de spins werkt ook heel vergelijkbaar, in hetzelfde tweestapsproces dat we eerder voor de normale ferrimagneten hadden gevonden." 

Hot topic

Toen Rasing het concept voor zo’n synthetische magneet had bedacht, zocht hij gelijk contact met een groep in York die het ompolingsproces kan modelleren. Rasing: "In hun model bleek het inderdaad te werken. We hebben het daarom ook gezamenlijk gepatenteerd. Het is nu gelijk een hot topic, er zijn al groepen in San Diego, Frankrijk en  Duitsland bezig om de synthetische ferrimagneten ook daadwerkelijk te maken en te testen. Internationale samenwerking op dit gebied is dus essentieel. Ik verwacht dat de combinatie van theorie, modellen en experimenten in de verschillende groepen nog veel meer vruchten gaat afwerpen in de komende jaren."

Ultrafast thermally induced magnetic switching in synthetic ferrimagnets’ , R. Evans et al., Appl. Phys. Lett. 104, 082410 (2014)

Kijk hier voor meer informatie over het onderzoek en de onderzoekers.

Redactie Engineersonline

Recent Posts

TU Delft houdt kritieke-grondstoffen-week

'Kritieke grondstoffen' in grote hoeveelheden nodig hebben in Europa - maar we halen ze uit…

17 uur ago

Helen Kardan van ASML naar TNO

Helen Kardan is TNO's nieuwe Director Science & Technology voor de High Tech Industry unit.…

18 uur ago

Control Techniques en KB Electronics nu Nidec Drives

Control Techniques en KB Electronics vormen sinds 1 mei 2024 Nidec Drives. Control Techniques en…

19 uur ago

Hitma Groep neemt KS Perslucht over

Hitma Groep heeft KS Perslucht overgenomen. Het in Haarlem gevestigde bedrijf sluit met zijn productassortiment en…

19 uur ago

Is hout de beste optie voor een windturbineblad?

De Duitse fabrikant van houten windturbinebladen Voodin Blade Technology heeft 's werelds eerste prototype-installatie aangekondigd…

21 uur ago

FME: ‘Europees investeren in technologisch leiderschap is goed voor Nederland’

FME en Orgalim (de Europese koepel van de technologische industrie) pleiten voor het centraal stellen…

21 uur ago