Sinds eind jaren zestig, elektronische apparaten hebben informatie (bits) opgeslagen en verzonden in tweedimensionale circuits. Nutsvoorzieningen, onderzoekers van de Universiteit van Cambridge hebben een magnetisch circuit op nanoschaal gecreëerd dat in staat is om informatie door de driedimensionale ruimte te verplaatsen. Deze doorbraak zou kunnen leiden tot een belangrijke toename van de opslag- en verwerkingscapaciteit van elektronische apparaten ten opzichte van de huidige.

Nu de huidige technologieën de grenzen bereiken van wat de natuurkunde toelaat, onderzoekers beginnen de derde dimensie te verkennen op zoek naar een manier om elektronische apparaten te verbeteren.

In een recente studie gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano , onderzoekers van de Universiteit van Cambridge (VK) en TU Eindhoven (Nederland), laten zien dat het combineren van de meest geavanceerde technieken in 3D-nanoprinten met traditionele methoden functionele circuits mogelijk maakt die informatie kunnen verwerken.

"We demonstreren een nieuwe manier om een ​​magnetisch apparaat te fabriceren en te gebruiken dat, op nanometerschaal, kan informatie controleerbaar verplaatsen langs de drie dimensies van de ruimte, " benadrukt Amalio Fernández-Pacheco, hoofdonderzoeker van het project in het Cavendish Laboratory in Cambridge. Om deze nanomagneten in 3D te maken, wordt een elektronenmicroscoop gebruikt samen met een gasinjector om een ​​hangende steiger in 3D te printen op een traditioneel 2D-siliciumsubstraat. Na 3D-nanoprinten, magnetisch materiaal wordt over het hele ensemble afgezet om informatietransport mogelijk te maken.

Door een nauwkeurig fabricageprotocol te combineren met een op maat gemaakt lasersysteem, de auteurs hebben structuren gedetecteerd die bijna volledig zijn opgehangen en een breedte hebben van slechts 300 nanometer.

"In dit werk, we demonstreren niet alleen een grote sprong in nanofabricagecapaciteiten, maar ook, we hebben een systeem ontwikkeld waarmee we op een relatief eenvoudige manier naar deze kleine apparaten kunnen kijken, " zegt Dédalo Sanz-Hernández, leider van dit werk.

"De informatie in het apparaat kan worden gelezen met behulp van een enkele laser in een donkerveldconfiguratie (een techniek die is ontworpen om kleine objecten te isoleren van heldere achtergronden), " hij legt uit.

Deze doorbraak maakt deel uit van het bredere veld van spintronica. Spintronica-technologieën maken niet alleen gebruik van de elektrische ladingselektronen om informatie op te slaan en te verwerken, maar ook hun draai, waardoor de ontwikkeling mogelijk is van elektronische schakelingen die profiteren van een grotere energie-efficiëntie dan de huidige technologieën.

"Projecten zoals deze openen de weg naar de ontwikkeling van een volledig nieuwe generatie magnetische apparaten die bewegingsinformatie op een zeer efficiënte manier kunnen opslaan en verwerken door gebruik te maken van de drie dimensies van de ruimte, ", zegt Fernández-Pacheco.