Tredimensionelle nanomagneter til morgendagens computer

Siden slutningen af ​​1960'erne har elektroniske enheder har lagret og transmitteret information (bits) i todimensionale kredsløb. Nu, forskere ved University of Cambridge har skabt et nanoskala magnetisk kredsløb, der er i stand til at flytte information gennem tredimensionelt rum. Dette gennembrud kan føre til en vigtig stigning i lagring og behandlingskapacitet for elektroniske enheder i forhold til dem, der bruges i dag.

Nuværende teknologier når grænserne for, hvad fysikken tillader, forskere begynder at udforske den tredje dimension på jagt efter en vej til forbedring af elektroniske enheder.

I en nylig undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet ACS Nano , forskere ved University of Cambridge (UK) og TU Eindhoven (Holland), demonstrere, at kombination af de mest avancerede teknikker i 3D-nanotrykning med traditionelle metoder muliggør funktionelle kredsløb, der kan behandle information.

"Vi demonstrerer en ny måde at fremstille og bruge en magnetisk enhed, der, i en nanometrisk skala, kontrollerbart kan flytte information langs de tre dimensioner af rummet, "fremhæver Amalio Fernández-Pacheco, hovedforsker af projektet på Cavendish Laboratory i Cambridge. For at skabe disse nano-magneter i 3-D bruges et elektronmikroskop sammen med en gasinjektor til 3D-print af et ophængt stillads på et traditionelt 2-D siliciumsubstrat. Efter 3-D nano-udskrivning, magnetisk materiale afsættes over hele ensemblet for at tillade transport af information.

Ved at kombinere en præcis fabrikationsprotokol med et skræddersyet lasersystem, forfatterne har opdaget strukturer, der er næsten fuldstændigt suspenderede og har en bredde på kun 300 nanometer.

"I dette arbejde, vi viser ikke kun et stort spring i nanofabrikationskapaciteter, men også, vi har udviklet et system, der giver os mulighed for at se på disse små enheder på en relativt enkel måde, "siger Dédalo Sanz-Hernández, leder af dette arbejde.

"Oplysningerne i enheden kan læses ved hjælp af en enkelt laser i konfiguration af mørke felter (en teknik designet til at isolere små objekter fra lyse baggrunde), "forklarer han.

Dette gennembrud er en del af det bredere område inden for spintronics. Spintronics teknologier udnytter ikke kun de elektriske ladningselektroner til at lagre og behandle oplysninger, men også deres spin, muliggør udvikling af elektroniske kredsløb, der drager fordel af større energieffektivitet end nuværende teknologier.

"Projekter som dette åbner vejen til udviklingen af ​​en helt ny generation af magnetiske enheder, der kan lagre flytte og behandle information på en meget effektiv måde ved at udnytte de tre dimensioner af rummet, "siger Fernández-Pacheco.