De huidige computerprocessors worden steeds meer tot het uiterste gedreven vanwege hun fysieke eigenschappen. Nieuwe materialen kunnen de oplossing zijn. Natuurkundigen van de Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) hebben onderzocht of en hoe dergelijke materialen zouden kunnen worden ontwikkeld. Ze hebben gecreëerd, getest en patent aangevraagd voor een concept met behulp van de nieuwste bevindingen op het gebied van spintronica. Het team rapporteerde over hun onderzoek in het tijdschrift ACS toegepaste elektronische materialen .

Met hun nieuwe concept de onderzoekers van MLU willen de eigenschappen van diodes en transistors verbeteren. Gemeenschappelijke processors gebruiken duizenden diodes en transistors om gegevens te verwerken. "De energie-efficiëntie van deze afzonderlijke componenten bepaalt hoeveel energie de processor in totaal verbruikt, " zegt professor Ingrid Mertig, een theoretisch fysicus bij MLU. Energieverlies, die optreedt wanneer elektrische energie wordt omgezet in warmte, blijft de grootste uitdaging ze legt uit. Bij het ontwikkelen van deze componenten wetenschappers moeten ook beslissen of ze zeer krachtige en energiezuinige componenten willen maken die alleen voor een specifiek doel kunnen worden gebruikt, of om onderdelen te maken die op verschillende manieren kunnen worden gebruikt, maar die minder presteren en meer energie vergen.

Voor zijn nieuwste innovatie, het team van onderzoekers onderzocht of spintronica kan worden gebruikt om deze problemen op te lossen. Het is gebaseerd op een speciale eigenschap van elektronen:de spin. Dit is een soort intrinsiek impulsmoment van elektronen dat een magnetisch moment genereert dat de oorsprong is van magnetisme. De onderzoekers hebben onderzocht of en hoe een diode of transistor kan worden ontwikkeld die deze spin naast de lading van het elektron gebruikt. Het concept is gebaseerd op nieuw ontdekte magnetische materialen die op een bepaalde manier spin-informatie bevatten. Deze zouden de traditionele halfgeleidermaterialen in de nieuwe componenten kunnen vervangen.

"Onze voorstellen voor de nieuwe transistors combineren gegevensverwerking en opslag. Er is geen energieverlies en ze kunnen eenvoudig opnieuw worden geconfigureerd, " legt Dr. Ersoy Sasioglu uit, een fysicus bij MLU en eerste auteur van het papier. In samenwerking met experimentele natuurkundigen van de Universiteit van Bielefeld, de wetenschappers willen nu testen welke materialen het meest geschikt zijn voor de nieuwe componenten.