Chemici van de Universiteit van Waterloo hebben een veel snellere en efficiëntere manier gevonden om informatie op te slaan en te verwerken door de beperkingen van hoe de stroom van elektriciteit kan worden gebruikt en beheerd, uit te breiden.

In een onlangs gepubliceerde studie, de chemici ontdekten dat licht magnetisatie kan induceren in bepaalde halfgeleiders - de standaardklasse van materialen die tegenwoordig het hart vormt van alle computerapparatuur.

"Deze resultaten kunnen een fundamenteel nieuwe manier van verwerken mogelijk maken, overdracht, en informatie op te slaan via elektronische apparaten, dat is veel sneller en efficiënter dan conventionele elektronica."

Al decenia, computerchips zijn aan het krimpen dankzij een gestage stroom van technologische verbeteringen in de verwerkingsdichtheid. Deskundigen hebben, echter, hebben gewaarschuwd dat we spoedig het einde zullen bereiken van de trend die bekend staat als de wet van Moore, waarin het aantal transistors per vierkante inch op geïntegreerde schakelingen elk jaar verdubbelt.

"Simpel gezegd, er is een fysieke limiet aan de prestaties van conventionele halfgeleiders en ook aan hoe dicht je een chip kunt bouwen, " zei Pavle Radovanovic, hoogleraar scheikunde en lid van het Waterloo Instituut voor Nanotechnologie. "Om de chipprestaties te blijven verbeteren, je zou ofwel het materiaal moeten veranderen waar transistors van gemaakt zijn - van silicium, zeg maar tegen koolstofnanobuizen of grafeen - of verander hoe onze huidige materialen informatie opslaan en verwerken."

Radovanovic' bevinding wordt mogelijk gemaakt door magnetisme en een veld genaamd spintronica, die voorstelt om binaire informatie op te slaan binnen de spinrichting van een elektron, naast zijn lading en plasmonica, die collectieve oscillaties van elementen in een materiaal bestudeert.

"We hebben in feite individuele halfgeleidende nanokristallen gemagnetiseerd (kleine deeltjes bijna 10, 000 keer kleiner dan de breedte van een mensenhaar) met licht bij kamertemperatuur, " zei Radovanovic. "Het is de eerste keer dat iemand de collectieve beweging van elektronen kan gebruiken, bekend als plasmon, om een ​​stabiele magnetisatie in een dergelijk niet-magnetisch halfgeleidermateriaal te induceren."

Bij het manipuleren van plasmon in gedoteerde indiumoxide nanokristallen bewijzen de bevindingen van Radovanovic dat de magnetische en halfgeleidende eigenschappen inderdaad kunnen worden gekoppeld, allemaal zonder dat er ultra-lage temperaturen (cryogenen) nodig zijn om een ​​apparaat te laten werken.

Hij verwacht dat de bevindingen in eerste instantie kunnen leiden tot zeer gevoelige magneto-optische sensoren voor thermische beeldvorming en chemische detectie. In de toekomst, hij hoopt deze benadering uit te breiden tot kwantumdetectie, gegevens opslag, en kwantuminformatieverwerking.

De bevindingen van het onderzoek verschenen onlangs in het tijdschrift Natuur Nanotechnologie .