ENGINEERINGNET.NL - Het schakelen van bits vraagt echter nog teveel stroom om grootschalige toepassing mogelijk te maken. Natuurkundigen van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) vonden een slimme manier om dit probleem op te lossen met behulp van ‘buigende stroom’.
MRAM (Magnetic Random Access Memory) slaat data op door slim gebruik te maken van de ‘spin’ van elektronen, een soort intern kompas van de deeltjes. Omdat geen elektrische lading wordt gebruikt maar magnetisme, is er sprake van een permanent geheugen, ook als de stroom uitvalt, en is opstarten van de computer verleden tijd.
Ook gebruiken deze magnetische geheugens veel minder stroom, waardoor bijvoorbeeld mobiele telefoons langer meekunnen op een accu.
In een MRAM worden bits voorgesteld door de richting van de spin van de elektronen in een stukje magnetisch materiaal: bijvoorbeeld omhoog voor een ‘1’ en omlaag voor een ‘0’.
Het opslaan van data gebeurt door de spin van de elektronen de juiste kant om te klappen. De gangbare praktijk is om door de bit een elektrische stroom te sturen die elektronen bevat met de gewenste spinrichting.
De grote hoeveelheid stroom die hiervoor nodig is bemoeilijkt een definitieve doorbraak van MRAM, dat sinds 2006 mondjesmaat op de markt verschijnt.
Natuurkundigen van de TU/e, onder leiding van prof. Henk Swagten, presenteren in Nature Communications een revolutionaire techniek om de magnetische bits sneller en zuiniger te kunnen schakelen. Zij sturen een stroompuls onder de bit door, waarbij elektronen met de juiste spin omhoog, dus door de bit heen, worden afgebogen.
Arno van den Brink, TU/e-promovendus: “Dit is te vergelijken met een voetbal, die met een boog kan worden geschoten dankzij het juiste effect.”
Het nieuwe geheugen is erg snel, maar heeft nog iets extra’s nodig om het schakelen betrouwbaar te maken. Eerdere pogingen daartoe vereisten een magnetisch veld, maar dat maakte de methode duur en inefficiënt.
De onderzoekers hebben dit opgelost door bovenop de bits een speciaal anti-ferromagnetisch materiaal aan te brengen. Hierin kan het benodigde magnetische veld als het ware worden ingevroren, energiezuinig en tegen minimale kosten.
Van den Brink: “Dit zou wel eens het beslissende zetje in de goede richting kunnen zijn voor supersnel MRAM in de nabije toekomst.”
(bron en foto: TU/e)
