Dataopslag met licht doorbraak naar toekomstig fotonisch geheugen

Onderzoek & Wetenschap 14/01/2019 9:43:48

Licht is de meest energie-efficiënte manier om informatie mee te verzenden, maar het opslaan is niet eenvoudig. Daarom worden nog steeds energie-verslindende magnetische schijven gebruikt.

Lees hieronder verder   
Verwant

Machine learning voorspelt eigenschappen nanoporeuze materialen

Karel Proesmans wint prestigieuze ‘Early career prize’

Rekenmethode om nano-mikadodoosjes te ontwerpen voor fotonica

Analyse genoomsequentie kan sneller en goedkoper

Oplichtende nanodeeltjes vertonen opvallend gedrag

AcademicLabs connecteert Europese en Japanse wetenschappers

>> Meer verwant nieuws
Carrièrekansen (meer)
Agenda

Electrical Safety in industrial installations

Pilz Zonhoven

dinsdag 4 juni 2019

Ceci n'est pas un congres

Brussels Expo

dinsdag 4 juni 2019

Overzicht van HL7/IHE/DICOM

BluePoint Brussels (Agoria Academy)

dinsdag 4 juni 2019

Energie Platform Vlaanderen

Antwerp Expo

dinsdag 4 juni 2019

Safety Validation Training

Pilz Zonhoven

woensdag 5 juni 2019

Eerstelijns onderhoud op industriële tandwielkasten

Locatie in Rotterdam (NL)

donderdag 6 juni 2019

Keuze van de redactie

(23/5) Endress+Hauser kende sterke groei in 2018 - advertorial

(22/5) BAM start bouw langste 3D-geprinte brug ter wereld (+video)

(20/5) Jobbarometer van de chemie en life sciences staat op groei

(20/5) Elia installeerde met succes eerste stopcontact op zee (+video)

(15/5) Volvo Car Gent gaat batterijen elektrische wagens produceren

(15/5) Farma- en biotechsector plant eigen opleidingscentrum

>> Meer blikvangers

ENGINEERINGNET.BE - Nederlandse onderzoekers van het Institute of Photonic Integration aan de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) hebben in het tijdschrift Nature Communications een ‘hybride techniek’ voorgesteld die de voordelen van licht en magnetische opslag combineert.

Ultrakorte lichtpulsen maken het mogelijk om gegevens direct in een magnetisch geheugen te schrijven op een snelle en zeer energiezuinige manier. Volgens de onderzoekers belooft dit een revolutie teweeg te brengen in de gegevensopslag in toekomstige fotonische chips.

Gegevens worden op een harde schijf opgeslagen in de vorm van 'bits', minuscule magnetische domeinen met een noordpool en een zuidpool. De richting van deze polen ('magnetisatie') bepaalt of de bits een digitale 0 of een 1 bevatten. Het schrijven van de gegevens wordt bereikt door de richting van de magnetisatie van de bijbehorende bits 'om te schakelen'.

Conventioneel vindt het schakelen plaats door een extern magnetisch veld aan te leggen, die de richting van de polen ofwel omhoog (1) of omlaag (0) dwingt. Een alternatief is om het schakelen optisch te doen, door gebruik te maken van een zeer korte (femtoseconde) laserpuls. Hiermee kan de opslag van gegevens potentieel sneller en efficiënter gebeuren.

Mark Lalieu, promovendus bij de faculteit Technische Natuurkunde van de TU/e: “Optisch schakelen voor dataopslag is al ongeveer een decennium bekend. Het schakelen van de magnetisatie in materialen die conventioneel gebruikt worden in de spintronica vereist echter meerdere laserpulsen en dus kost het schrijven teveel tijd en energie.”

Lalieu was in staat om, onder begeleiding van Reinoud Lavrijsen en hoogleraar Bert Koopmans, het optisch schakelen te realiseren in zogeheten synthetische ferrimagneten - materialen die zeer geschikt zijn voor spintronicatoepassingen. Dit lukte met een enkele femtoseconde laserpuls, waardoor het schrijven van gegevens energiezuinig én snel gebeurt.

Lalieu: "Deze manier van schakelen is ongeveer 100 tot 1000 keer sneller dan wat mogelijk is met de technologie van vandaag. Bovendien, omdat de optische informatie wordt opgeslagen in magnetische bits zonder dat hierbij energieverslindende elektronica nodig is, heeft dit enorme potentie voor toekomstig gebruik in fotonische computerchips. "

Bovendien combineerde Lalieu het optisch schakelen met het zogenoemde racetrackgeheugen, een magnetische draad waardoorheen de gegevens, in de vorm van magnetische bits, efficiënt worden getransporteerd met behulp van een elektrische stroom. In dit systeem worden magnetische bits continu met licht opgeslagen en onmiddellijk langs de draad getransporteerd door de elektrische stroom, waardoor ruimte vrijkomt voor lege magnetische bits en dus nieuwe gegevens worden opgeslagen.

Koopmans: "Dit 'on the fly' kopiëren van informatie tussen licht en magnetische racebanen, zonder tussenliggende elektronische stappen, is als het heen en weer springen tussen twee rijdende hogesnelheidstreinen, in plaats van dat je moet overstappen op een station. Je kunt je voorstellen hoeveel sneller en energiezuiniger dat is.” << (Guy Leysen) (bron en figuur: TU/e)

ACHTERGROND
Dit onderzoek werd gedaan met microdraden. In de toekomst moet verkleind worden naar de nanoschaal om beter te kunnen samengaan met computerchips. Om de integratie van een fotonisch computergeheugen compleet te maken werkt de onderzoeksgroep Physics of Nanostructures ook aan het optisch uitlezen van de (magnetische) data. <<

Bij de figuur:
Het 'on-the-fly' schrijven van gegevens in een racetrack geheugen. De magnetische bits (enen en nullen) worden geschreven door laserpulsen (rode puls, linkerkant). Deze bewegen vervolgens over de racetrack (zwarte pijlen). In de toekomst kan de data mogelijk ook weer optisch worden uitgelezen (rode puls, rechterkant).

Abonneer op onze nieuwsbrief

Reageer of publiceer aanvullende informatie
Mis ook dit niet...

Nabeschouwing Hannover Messe - artikel

Het was één groot technologiefeest. Meer dan 215.000 bezoekers namen bij 6.500 exposanten de pols en focusten op artificiële intelligentie, robotica, 5G, Industrie 4.0, energie-transitie, …

BAM start bouw langste 3D-geprinte brug ter wereld (+video)

De komende weken printen BAM Infra en Weber Beamix bijna 100 onderdelen van de brug die als een legpuzzel in elkaar passen, compleet met uitsparingen om het beton te kunnen spannen.

AP Hogeschool lanceert duaal leren op bachelor niveau

AP Hogeschool pakt als eerste uit met een volwaardige bacheloropleiding werkplekleren en studeren. In het secundair onderwijs bestaat duaal leren al een tijdje met zo’n 1.026 leerlingen.

Ontwikkeling duurzamer asfalt met ’verjongingsmiddelen’

Afgefreesd asfalt wordt opnieuw in de productiecyclus van asfalt gebracht als granulaat. Een verjongingsmiddel zorgt er voor dat dit oude bitumen duurzamer gedrag vertoont bij recycling.

Lancering Interreg project voor opschaling 5G warmtenetten in Europa

Het project D2Grids zet vijf pilootsites op met 5G warmtenetten in Parijs-Saclay, de Duitse plaats Bochum, de Nederlandse stad Brunssum en de Engelse steden Glasgow en Nottingham.

Start it @KBC en Jobat.be sluiten partnershap

Accelerator Start it @KBC en jobplatform Jobat.be hebben besloten om de krachten te bundelen. De komende zes maanden moeten bijna 1.000 extra vacatures ingevuld worden.

Gentse ML6 opent ook kantoor in Berlijn

Met de opening van dit kantoor zet de Gentse scale-up ML6 een volgende stap om in Europa uit te groeien tot een referentie op het gebied van AI en machine learning.

Nieuwe STM32MP1 MPU-serie krijgt systeem­geheugen­oplossing - techniek

Rutronik, distributeur van elektronische componenten, kondigt een systeem­geheugen­oplossing aan voor de onlangs geïntroduceerde STM32MP1 multicore micro­processor­serie.

Schneider Electric breidt UPS-productlijn uit met Galaxy VS

Schneider Electric introduceert de Galaxy VS. Deze zeer efficiënte, modulaire, driefase Uninterruptible Power Supply (UPS) met capaciteiten van 10-100 kW is eenvoudig te installeren. De UPS is ontwikkeld om aan de kritieke vermogensvereisten in IT-, commerciële of industriële omgevingen te voldoen. >>

Partners