Wetenschappers van het departement Natuurkunde aan de Universiteit van Hamburg, Duitsland, detecteerde de magnetische toestanden van atomen op een oppervlak met alleen warmte. De respectieve studie is gepubliceerd in een recent volume van Wetenschap . Een magnetische naald, verwarmd door een laserstraal, werd dicht bij een magnetisch oppervlak geplaatst met een opening van slechts enkele atomen breed. Het temperatuurverschil tussen de naald en het oppervlak wekt een elektrische spanning op. Scannen van de naald over het oppervlak, de wetenschappers toonden aan dat deze thermospanning afhangt van de magnetische oriëntatie van het individuele atoom onder de naald.

"Met dit begrip we hebben het oppervlaktemagnetisme bepaald met atomaire nauwkeurigheid zonder direct contact of sterke interactie met het oppervlak, " zegt Cody Friesen, de hoofdauteur van de studie. Conventionele technieken vereisen hiervoor een elektrische stroom, wat ongewenste verhittingseffecten veroorzaakt. In tegenstelling tot, de nieuwe aanpak is niet afhankelijk van een stroming. In de toekomst, geminiaturiseerde magnetische sensoren in geïntegreerde schakelingen kunnen werken zonder stroomvoorziening en zonder afvalwarmte te genereren. In plaats daarvan, warmte die in een apparaat wordt gegenereerd, wordt naar de sensor geleid, die de magnetische oriëntatie van een atoom thermisch waarneemt en vertaalt in digitale informatie.

"Ons onderzoek toont aan dat de proceswarmte die wordt gegenereerd in geïntegreerde schakelingen kan worden gebruikt voor zeer energiezuinige computers, " zegt dr. Stefan Krause, die het project begeleidde binnen de onderzoeksgroep van prof.dr. Roland Wiesendanger.

Vandaag, de steeds toenemende hoeveelheid gegevensgeneratie en de verbetering van de verwerkingssnelheden vereisen een constante miniaturisering van apparaten, wat leidt tot hogere stroomdichtheden en sterke warmteontwikkeling in de apparaten. De nieuwe techniek uit Hamburg zou de informatietechnologie energiezuiniger en dus milieuvriendelijker kunnen maken. Naast ecologische aspecten, het zou betekenisvolle implicaties hebben voor het dagelijks leven:smartphones zouden minder vaak moeten worden opgeladen vanwege hun lagere stroomverbruik.