Fysikere opdager nyt materiale til yderst effektiv databehandling

Et nyt materiale kan hjælpe med udviklingen af ​​ekstremt energieffektive IT -applikationer. Materialet blev opdaget af et internationalt forskerhold i samarbejde med Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU). Elektronerne ved oxidgrænsefladen af ​​materialet besidder særlige egenskaber, der drastisk øger omdannelseshastigheden for spinstrøm til ladestrøm. Dette er grundlaget for fremtidige spintronic -applikationer. Det nye materiale har vist sig at være mere effektivt end noget tidligere undersøgt materiale, skriver teamet i journalen Naturmaterialer .

Elektrisk strøm strømmer gennem alle tekniske enheder. Varme genereres, og energi går tabt. Spintronics undersøger nye tilgange til at løse dette problem, der udnytter en speciel egenskab ved elektroner:spin. Dette er en type iboende vinkelmoment af elektroner, der genererer et magnetisk drejningsmoment, og det er det, der forårsager magnetisme. Ideen bag spintronics er:Hvis spin -strøm strømmer gennem et materiale i stedet for en elektrisk ladning, der genereres ingen varme, og der går betydeligt mindre energi tabt i enheden.

"Imidlertid, denne fremgangsmåde kræver stadig en elektrisk strøm for at enheden kan fungere. Derfor, en effektiv spin-to-charge-konvertering er nødvendig for at denne nye teknologi fungerer, "forklarer professor Ingrid Mertig, en fysiker på MLU. Hendes forskergruppe er en del af det internationale forskerhold, der opdagede det nye materiale. Værket blev ledet af den franske fysiker Dr. Manuel Bibes, der forsker på det anerkendte institut Center national de la recherche scientifique (CNRS) - Thales.

Gruppen undersøgte grænsefladen mellem to oxider. "De to stoffer er faktisk isolatorer og er ikke-ledende. Dog er der dannes en slags todimensionel elektrongas ved deres grænseflade, der opfører sig som et metal, leder strøm og kan omdanne ladestrøm til spinstrøm med ekstremt høj effektivitet, "forklarer Mertig. Dr. Annika Johansson og Börge Göbel, to medlemmer af hendes forskningsgruppe, gav den teoretiske forklaring på denne usædvanlige observation. Ifølge forskerne, det nye materiale er betydeligt mere effektivt end noget andet kendt materiale. Dette kan bane vejen for udviklingen af ​​nye, energibesparende computere.