Stap naar geheugenchip van de toekomst

Nederlandse wetenschappers boeken succes bij ontwikkeling nieuwe geheugenchipDe wetenschap werkt hard aan nieuwe geheugenchips. Want de bestaande zijn bijna uitontwikkeld. Nederlandse onderzoekers hebben een interessante ontdekking gedaan.

Een veelbelovende, nieuwe techniek voor data-opslag is het ‘racetrackgeheugen’. Dat werkt alleeen goed als je – eenvoudig gezegd – het gedrag van de magnetische bits kunt beheersen. Liefst met inzet van zo weinig mogelijk energie.

Onderzoekers van de TU Eindhoven en de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM) hebben dat voor elkaar gekregen. Promovendus ir. Sjors Schellekens en collega’s van de groep Fysica van Nanostructuren van prof.dr. Bert Koopmans brachten dat nieuws gisteren naar buiten.

Huidige geheugenchip is uitontwikkeld

De ontwikkeling van de gangbare elektrische geheugenchips loopt over niet al te lange tijd tegen zijn grenzen aan. Dat komt doordat elke bit onvermijdelijk verbonden is met een relatief grote en kostbare transistor. (Een bit is de kleinste informatie-eenheid in een computer.)

Bij magnetische opslag, zoals op een harde schijf, is dat niet het geval. Maar een harde schijf is veel te traag om de geheugenchip te vervangen. Bovendien is hij kwetsbaar door zijn bewegende delen. Daarom is in 2002 het concept bedacht van het magnetische racetrackgeheugen.

Begrenzing van bits beheersen

Daarin kun je in principe veel meer data opslaan dan in de huidige chips. In zo’n racetrack stromen de magnetische bits door een nanodraad heen en weer langs de lees- en schrijfkop. Alle onderdelen staan stil, alleen de data bewegen.

Cruciaal voor een goede werking is beheersing van de ‘wandjes’ die de magnetische bits begrenzen. Want als het ene wandje sneller beweegt dan het andere, halen de bits elkaar in en gaan gegevens verloren.

Nu ook met elektrische velden

Tot dusverre was de snelheid van de wandjes alleen te beheersen met magneetvelden en stromen. Dat kost veel energie. Deskundigen namen aan dat het niet kon met elektrische velden. Die dringen namelijk alleen door in de buitenste laag van het magnetische opslagmateriaal.

De Eindhovense onderzoekers hebben deze horde omzeild door een ultradun opslagmateriaal te gebruiken. Het is maar enkele atomen dik. Daardoor bestaat het grotendeels uit ‘buitenste laag’, waar de elektrische velden wel diep genoeg in doordringen. (Zie de illustratie onder deze bijdrage.)

Nieuwe toepassingen mogelijk

Op die manier zijn de onderzoekers er in geslaagd de snelheid van de wandjes met meer dan een factor tien te veranderen. ‘En onze berekeningen laten zien dat het effect nog vele malen groter kan worden’, zegt Schellekens.

Een groot voordeel van de elektrische velden is dat er amper energieverbruik optreedt. Een zeer kleine stroomvoorziening is dus voldoende. Daardoor  wordt het mogelijk om data beschikbaar te maken op plaatsen waar dat nu niet kan.

Binnen 10 jaar marktrijp

Denk aan compacte, autonome elektronica, bijvoorbeeld in het menselijk lichaam of in kleding, vertelt hoogleraar Koopmans. Hij verwacht dat de vinding een stroom van nieuw onderzoek zal uitlokken om het effect te verbeteren en om nieuwe mogelijkheden te ontdekken. De eerste toepassingen verwacht hij binnen tien jaar.

Zo werkt de Nederlandse vinding voor het racetrackgeheugen

Zo werkt de vinding van Schellekens c.s. U ziet een magnetische strip met een domeinwand. De pijltjes in het rode en het blauwe gebied van de strip geven de richting aan van de magnetisatie. Die magnetisatie draait in de domeinwand van omhoog naar omlaag. Twee elektrodes genereren een elektrisch veld. Door de grootte en polariteit van de aangevoerde spanning te veranderen, is de domeinwandsnelheid te beheersen.

Over Renske Cramer
Ik ben gepensioneerd communicatie- en marketingadviseur. Ik houd me bezig met dingen die nóg leuker zijn dan werken ;-)

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s