Mit Nanomagneten zu mehr Rechenpower
Logische Gatter für Computer
Die einzelnen Nanomagnete, die entweder nach Norden oder nach Süden gerichtet sind, eignen sich zum Bau von sogenannten Logikgattern. Ein solches Gatter ist ein Baustein in einem Computer und funktioniert als eine Art Schalter. Signale gehen in diese Gatter hinein und werden dann zu einem Ausgangssignal verarbeitet. In einem Computer sind viele dieser Gatter vernetzt, um Operationen durchzuführen. Ein solcher Computerbaustein kann auch mithilfe von Nanomagneten konstruiert werden, die nach Norden oder Süden zeigen. Diese sind vergleichbar mit den heute üblichen Prozessoren, deren Transistoren die Signale in binärer Form verarbeiten, also alle Signale als Null oder Eins interpretieren. Nanomagnete, die entweder nach Norden oder nach Süden ausgerichtet sind, können dies ebenfalls leisten. Das könnte Mikroprozessoren kompakter und effizienter machen.
Laut Pietro Gambardella, der diese Studie zusammen mit Heyderman geleitet hat, bietet die Arbeit eine Plattform, um Anordnungen von vernetzten Nanomagneten zu entwerfen und eine vollelektrische Steuerung von planaren logischen Gattern und Speichervorrichtungen zu erzielen, wie die Forschenden heute im Wissenschaftsmagazin Science schreiben.
Neben dem Einsatz laborbasierter Methoden erzielten die Forschenden ihre Ergebnisse mittels Röntgen-Fotoelektronenmikroskopie an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz SLS des PSI.
Wenn sich eine Gruppe von Kobaltatomen nach Norden oder Süden ausrichtet (rot), orientieren sich die benachbarten Kobaltatome nach Westen oder Osten (blau). Die Orientierung der benachbarten Atome liegt auf einer Ebene. Diese Wechselwirkung erfordert eine Beschichtung der Kobaltschicht mit einer Platin- (unten, beige) und Aluminiumoxidschicht (oben, hier nicht dargestellt).
Quelle: Illustration: Paul Scherrer Institut/Zhaochu Luo
