Selvsamlende elektroniske nano-komponenter

Magnetiske lagringsmedier såsom harddiske har revolutioneret håndteringen af ​​information:Vi er vant til at håndtere enorme mængder magnetisk lagrede data, mens vi er afhængige af meget følsomme elektroniske komponenter. Og håber at øge datakapaciteten yderligere gennem stadig mindre komponenter. Sammen med eksperter fra Grenoble og Strasbourg, forskere fra KIT's Institute of Nanotechnology (INT) har udviklet en nano-komponent baseret på en mekanisme observeret i naturen.

Hvad hvis selve en komponents lillehed forhindrede en i at designe det nødvendige værktøj til dens fremstilling? En mulighed kunne være at "lære" de enkelte dele at samle sig selv til det ønskede produkt. Til fremstilling af en elektronisk nano-enhed, et hold af INT-forskere ledet af Mario Ruben antog et trick fra naturen:Syntetiske klæbemidler blev påført magnetiske molekyler på en sådan måde, at sidstnævnte koblede til de rigtige positioner på et nanorør uden nogen indgriben. I naturen, grønne blade vokser gennem en lignende selvorganiserende proces uden nogen tilskyndelse fra underordnede mekanismer. Vedtagelsen af ​​sådanne principper til fremstilling af elektroniske komponenter er et paradigmeskifte, en nyhed.

Nano-switchen er udviklet af et europæisk hold af forskere fra Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) i Grenoble, Institut de Physique et Chimie des Materiaux ved universitetet i Strasbourg, og KIT's INT. Det er et af opfindelsens særlige kendetegn, at i modsætning til de konventionelle elektroniske komponenter, den nye komponent består ikke af materialer såsom metaller, legeringer eller oxider, men udelukkende af bløde materialer såsom kulstofnanorør og molekyler.

Terbium, det eneste magnetiske metalatom, der bruges i enheden, er indlejret i organisk materiale. Terbium reagerer meget følsomt på eksterne magnetfelter. Information om, hvordan dette atom justerer sig langs sådanne magnetiske felter, videregives effektivt til strømmen, der strømmer gennem nanorøret. Det lykkedes for Grenoble CNRS-forskningsgruppen, ledet af Dr. Wolfgang Wernsdorfer, at aflæse magnetismen i nanokomponentens miljø elektrisk. Den demonstrerede mulighed for at adressere elektrisk enkelte magnetiske molekyler åbner en helt ny verden for spintronics, hvor hukommelsen, logik og muligvis kvantelogik kan integreres.

Funktionen af ​​den spintroniske nano-enhed er beskrevet i juli-udgaven af Naturmaterialer ved lave temperaturer på cirka en grad Kelvin, hvilket er -272 grader celsius. Forskerholdet bestræber sig på at øge komponentens arbejdstemperatur yderligere i den nærmeste fremtid.