Cursor | Nieuws

FNA-groep maakt ‘ratelgeheugen’

16 juli 2012 - Onderzoekers van Fysica van Nanostructuren (FNA) zijn erin geslaagd een computergeheugen te maken uit bewegende bits van gemagnetiseerde gebiedjes. Om de bits in één richting te laten bewegen, creëerden de TU/e’ers in een nanodraad een energielandschap in de vorm van een zaagtand. De constructie van dit ‘ratelgeheugen’ verscheen gisteren, 15 juli, op de site van het gezaghebbende Nature Nanotechnology.

Het ratelgeheugen: ionenbestraling creëert een asymmetrische potentiaal of 'ratel' voor domeinwanden (lichtgele bolletjes). Het bit met magnetisatie omlaag wordt één positie naar links verschoven door achtereenvolgens een veld omhoog en omlaag aan te leggen.

De term ratelgeheugen slaat op het feit dat de magnetische bits in één richting vrij zijn om te bewegen, terwijl de tegengestelde bewegingsrichting is geblokkeerd. De onderzoekers bewerkstelligden dit rateleffect door de nanodraad bloot te stellen aan een ionenbundel, waarbij de intensiteit van de bundel periodiek werd gevarieerd over lengte van de nanodraad (zie afbeelding). Dit heeft tot effect dat de bits zich gedragen alsof ze zich in een zaagtandvormig landschap bevinden waarin beweging in slechts één richting mogelijk is, zoals ook een ratel maar in één richting kan draaien.

Eerste auteur van het artikel is promovendus Jeroen Franken. Het is de tweede keer in korte tijd dat de natuurkundigen FNA een artikel over dit onderwerp publiceren in een submagazine van Nature. Eind mei verscheen in Nature Communications een artikel, met Franken als co-auteur, waarin wordt beschreven dat de magnetische bits in een nanodraad ook met elektrische velden kunnen worden gemanipuleerd. Het in het nieuwe artikel beschreven ratelgeheugen wordt daarentegen magnetisch aangestuurd.

Over het verband tussen de beide artikelen zegt Franken: “Het zijn in principe twee losstaande vindingen, maar in een volgende stap zouden beide concepten gecombineerd kunnen worden om een zaagtandlandschap te maken dat je met het elektrische veld kunt aan- of uitzetten. Die programmeerbaarheid zou veel nieuwe opties voor devices opleveren.”

De huidige magnetische harddisks hebben weliswaar een grote opslagcapaciteit en zijn relatief goedkoop, maar zijn betrekkelijk traag en kwetsbaar door de bewegende onderdelen. In de zogeheten racetrack-geheugens waar de onderzoekers van Fysica van Nanostructuren onder leiding van hoogleraren prof.dr. Bert Koopmans en prof.dr. ir. Henk Swagten aan werken, wordt de data opgeslagen in zogeheten magnetische domeinen - gebieden met een bepaalde magnetische polarisatie. Deze domeinen worden door een draad langs de stilstaande lees- en schrijfmechanieken bewogen. Dit biedt perspectief voor snellere, robuustere en goedkopere geheugens. (TJ)

FNA group creates ‘ratchet memory’ Researchers at Physics of Nanostructures (FNA) managed to create a computer memory from the moving bits of small, magnetized areas. In order to have the bits move in one direction, the TU/e researchers created an energy landscape shaped like a sawtooth within a nanowire. The construction of this ‘ratchet memory’ was published on the website of the authoritative Nature Nanotechnology on July 15.