Alle Artikel mit dem Schlagwort: Spintronik

Fraunhofer Dresden arbeitet an Kryo-Elektronik für kühle Quantencomputer

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Supraleit-Forschungsprojekt „Condor“ gemeinsam mit Hallenser Planck-Forschern gestartet Dresden/Halle, 17. März 2024. Fraunhofer Dresden und Planck-Forscher aus Halle wollen die Massenproduktion von Kryo-Elektronik vorbereiten, die bei sehr tiefen Temperaturen im Weltall oder in Quantencomputern. Dafür haben das „Center Nanoelectronic Technologies“ (CNT) in Sachsen und das Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik (MPI-MSP) in Sachsen-Anhalt nun ein gemeinsames Projekt gestartet: Gemeinsam wollen sie „Superconducting spintronic devices for cryogenic electronics“ (Codename: Condor) entwickeln, die bei Temperaturen nahe am absoluten Nullpunkt jeden Stromwiderstand aufgeben – und dann als supraleitende Speicher und Logikbausteine einsetzbar sind. Das haben das CNT-Mutterinstitut für photonische Mikrosysteme (IPMS) in Dresden und das MSP mitgeteilt.

Schallwellen steuern hier im Experiment die Farbzentren in Siliziumkarbid-Kristallen (Si steht für je ein Silizium-Atom, C für Kohlenstoff). Die gelben Pfeile symbolisieren die Spin-Ausrichtung der gefangenen Elektronen. Visualisierung: Blaurock für das HZDR

Musik für die Quantenhirne

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Physiker steuern Elektronen-Spins in Siliziumkarbid mit Schallwellen Dresden-Rossendorf/Berlin/St. Petersburg, 1. November 2021. Die Quantencomputer der Zukunft sind womöglich für den richtigen „Sound“ empfänglich, wenn es nach einem länderübergreifenden Physiker-Team aus Dresden, Berlin und St. Petersburg geht: Sie haben einen Weg gefunden, den Spin – eine Art quantenphysikalischer Drehimpuls – von Elektronen mit oberflächennahen Schallwellen zu steuern. Das hat das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) mitgeteilt, das an den Forschungen beteiligt ist. Dieser Ansatz könnte womöglich Wege zu Quantenspeichern eröffnen, die auf kleinstem Raum viel mehr Daten speichern können als heutige Computer.

Prinzip des neuromorphen Computers: Schaltstellen des Gehirns werden mit magnetischen Wellen nachgebildet, die gezielt in mikroskopisch kleinen Scheiben erzeugt und aufgeteilt werden. Grafik: HZDR/Sahneweiß/H. Schultheiß

Helmholtz Dresden baut Computer-Nervenzellen aus Eisen und Gold

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Winzige Spinwellen-Scheiben für neuromorphe Rechner sollen schneller Routen finden und Gesichter erkennen. Dresden, 8. Dezember 2020. Helmholtz-Forscher aus Dresden haben künstliche Nervenzellen für gehirnähnliche Computer konstruiert, die mit Spinwellen statt lahmen Elektronen ihre Daten verarbeiten. Das geht aus einer Mitteilung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf hervor. Aus derartigen Neuronen lassen sich besonders leistungsstarke neuromorphe Rechner konstruieren, die Bilder, Videos, drohende Unfälle von Autos oder optimale Routen viel schneller und „intuitiver“ als heutige Computer analysieren können und aus ihren Fehlern lernen.

Durch Ionenbeschuss hat eine Spintronik-Forscherinnengruppe um Dr. Alina Deac vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) 3D-Stapel aus magnetischen Nanoschichten erzeugt. Das Team sieht sich damit auf dem Weg zu neuromorphen Computern. Grafik: Juniks für das HZDR

Künstliche Nervenzellen aus der Rossendorfer Ionenkanone

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Helmholtz-Spintronikerinnen wollen Neuronen aus winzigen 3D-Magnetstapeln nachbauen. Dresden, 20. Oktober 2020. Durch Ionenbeschuss hat ein Team um die Dresdner Spintronikerin Dr. Alina Maria Deac winzig kleine dreidimensionale Magnetstapel erzeugt. Die Forscherinnen hoffen, dass sich aus derartigen Mini-Stapeln in Zukunft künstliche Nervenzellen nach dem Vorbild des menschlichen Gehirns bauen lassen. Das geht aus einer Mitteilung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) hervor.

Einem internationalen Team ist es erstmals gelungen, in magnetischen Materialien die Nutation – die Schwingungsbewegungen der Drehachse während der Präzession – von Elektronenspins zu beobachten. Foto: Dunia Maccagni für das HZDR

Dresdner Helmholtz-Forscher ertappen Magneten beim Schwing-Taumeln

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Terahertz-Quelle in Rossendorf filmt ultraschnellen Tanz der Elektronen Dresden, 7. Oktober 2020. Dresdner Physiker und Physikerinnen haben Elektronen bei einem schwingtaumelnden Tanz erwischt, der den Weg zu schnelleren Datenspeichern in den Rechenzentren der Zukunft weisen könnte. Das geht aus einer Mitteilung des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf hervor.

Steuert Spinwnellen: Der Physiker Dr. Kai Wagner hat an der TU Dresden promoviert. Foto: privat, TUD

Physikpreis für Dresdner Spinnwellen-Doktor

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Dr. Kai Wagner steuert die stille Magnetpost im Atomgitter Dresden, 10. Dezember 2019. Weil er neue Wege gefunden hat, um Informationen in der Welt der Atome elegant per „Stiller Magnetpost“ weiterzuleiten, bekommt der Dresdner Nachwuchsphysiker Dr. Kai Wagner eine Auszeichnung: Für seine Doktorarbeit „Erzeugung und Transport von Spinn-Wellen in magnetischen Mikrostrukturen“ verleiht ihm die TU Dresden den neuen „Dresdner Promotionspreis Physik“ , den die „Wilhelm und Else Heraeus“-Stiftung mit 4000 Euro dotiert hat. Das hat am Dienstag die Technische Universität Dresden mitgeteilt.

Die spezielle Anordnung von vier Löchern („Antidots“) in einer Schicht aus Kobalt erlaubt bereits 15 unterschiedliche Typen von Zahlenkombinationen für die Programmierung, wie Forscher am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) berechnet haben. Grafik: HZDR

Spinwelle reitet im Lochgitter

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Rantej Bali vom Zentrum Rossendorf will mit magnetischen Kobalt-Netzen neue Horizonte für die Computer- und Sensortechnologie öffnen Dresden, 3. Februar 2017. Dr. Rantej Bali vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) hat gemeinsam mit Kollegen aus Deutschland, Singapur und Australien einen Weg gefunden, um magnetische Nano-Lochgitter („Antidots“) bei Zimmertemperatur zu programmieren – und zwar so, dass sie die eingegebenen Informationen nicht „vergessen“. Perspektivisch könnte dies „neue Wege für die Computertechnik und Sensortechnologie eröffnen“, schätzt der 35-jährige Materialwissenschaftler aus Indien ein.

Physiker Michael Kuntzsch arbeitet an der TELBE-Anlage, die in Dresden-Rossendorf besonders brillante Terahertz-Strahlung erzeugt. Die Forscher versprechen sich noch Großes von den Analyse-Fähigkeiten dieser Durchlechtungstechnik. Foto: HZDR/Frank Bierstedt

Superschneller Internetfunk durch Terahertz-Chips

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Hauchdünne Schichten sollen für mehr Tempo in WLAN-Chips sorgen Dresden, 27. Juli 2016. Wissenschaftler aus Dresden und Dublin haben einen vielversprechenden technologischen Ansatz gefunden, der Notebooks und anderen mobilen Computern in Zukunft deutlich schnellere Internet-Funkzugänge ermöglichen könnte als bisher. Die Teams am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) und am irischen Trinity College Dublin brachten hauchdünne Schichten aus einer speziellen Verbindung von Mangan und Gallium dazu, sehr effizient Strahlung im sogenannten Terahertz-Frequenzbereich auszusenden. Als Sender in WLAN-Funknetzen eingesetzt, könnten die höheren Frequenzen die Datenraten zukünftiger Kommunikations-Netzwerke spürbar erhöhen.

Das Zentrum eines magnetischen Wirbels sendet unter hochfrequenten magnetischen Wechselfeldern Spinwellen mit sehr kurzen Wellenlängen aus. Forscher des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf haben damit einen Mechanismus nachgewiesen, der großes Anwendungspotenzial für die zukünftige Datenverarbeitung hat. Visualisierung:HZDR)

Spinwellen statt Strom als Datenträger

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Rossendorfer Forscher entwickeln gemeinsam mit internationalen Kollegen Nano-Antennen für Informations-Übertragung Dresden-Rossendorf, 18. Juli 2016. Um künftige Smartphones noch leistungsfähiger zu machen, sollen sie ihre Daten mit Spinwellen statt mit Strom übertragen. Dies sehen zumindest Wissenschaftler vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) als vielversprechenden Lösungsweg, um die Überhitzungsprobleme heutiger Computer-Chips zu überwinden. Sie haben dafür gemeinsam mit internationalen Kollegen aus der Schweiz und den USA winzig kleine Antennen entwickelt, die solche Spinwellen aussenden.

Rossendorfer arbeiten an Spinwellen-Chips

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Dresden-Rossendorf, 1. Februar 2016. Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) baut seine Forschungen an Spintronik und anderen Zukunftskonzepten für die Nanoelektronik weiter aus. So stellte Dr. Helmut Schultheiß vom HZDR-Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung heute ein Konzept für zukünftige Spinwellen-Datenträger vor. Darin pflanzen sich die Informationen als Magnetimpuls-Störungen ähnlich wie Schallwellen zwischen den Elektronen fort. Sie müssen dann nicht mehr wie in heutigen Computerchips „huckepack auf Elektronen-Lastern“ physisch durch den Datenträger transportiert werden. Dieses Spinwellen-Konzept könnte in einigen Jahren zu Computerchips führen, die viel schneller und verbrauchsärmer als heutige Halbleiter sind.

Eisenspäne an zwei Stabmagneten veranschaulichen die magnetischen Flusslinien in der Makrowelt. Foto: HZDR

Ionenskalpell graviert Datenspeicher im Atomchaos

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Rossendorfer formen mit Edelgas-Ionen Nanomagnete für Spintronik Dresden-Rossendorf, 23. November 2015. Sächsische Forscher haben mit Ionenstrahlen Nanomagnete in Eisenaluminium hineingeprägt, die neuartige Spintronik-Speicher ermöglichen könnten. Diese winzigen Magnete sollen künftig genutzt werden, um bessere Festplatten und andere Speicher zu entwickeln, die noch mehr Filme, Musik und andere Daten auf kleinstem Raum speichern können. Das hoffen zumindest die Forscher des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf und der TU Dresden, die für dieses Projekt zusammengearbeitet haben.

Graphene sind wabenförmige 2D-Moleküle aus Kohlenstoff mit hoher Leitfähigkeit. Abb.: Graphen Center Cambridge

Dresdner knöpfen sich Spintronik und 2D-3D-Elektronik vor

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Neue Forschungspfade im Zukunftselektronikzentrum cfaed geplant Dresden, 1. April 2015: Das Dresdner TU-Forschungszentrum für fortgeschrittene Elektronik „cfaed“ wird in naher Zukunft wohl zwei neue Forschungsfelder eröffnen. Auf der strategischen Suche nach der Nanoelektronik der Zukunft wollen die Forscher künftig auch die „Spintronik“ sowie eine Kombination aus zwei- und dreidimensionalen Schaltungen auf Graphenbasis als mögliche weitere Pfade stärker ins Auge fassen. Das hat cfaed-Koordinator Prof. Gerhard Fettweis auf Oiger-Anfrage angekündigt. „Diese beiden Themen sind in der Diskussion besonders prominent auf dem Radar“, sagte der TU-Professor.

In jedem Nano-Magnetwirbel lassen sich 2 Bit speichern: EInmal durch die Drehrichtung des Wirbels und zweitens durch die Ausrichtung des Zentrums. Auch kann man mehrere solche Scheiben stapeln. Grafik: HZDR/ FZJ

Forscher setzen Nano-Magnetwirbel als Datenspeicher ein

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Rossendorfer und Jülicher Spintronik-Experten lesen Nanowirbel aus Dresden-Rossendorf, 3. März 2015: Wissenschaftlern aus Dresden-Rossendorf und Jülich haben Datenspeicher entworfen, die Informationen in wenige Nanometer kleinen Magnetwirbeln verwalten. Ausgelesen werden die Daten mittels Mikrowellen. Diese Technik soll für schnellere Elektronik sorgen.

Mit Metall- und Stickstoff-Atomen gefüllte Kohlenstoff-Bälle ("Fullerene") können in Zukunft einmal für die Konstruktion von Superdatenspeichern genutzt werden, hoffen die IFW-Forscher. Grafik: IFW Dresden

Atom-Fußbälle als Superspeicher

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

EU-Forschungsrat gibt 4,7 Millionen Euro für Physik-Projekte am IFW Dresden Dresden, 17. Februar 2015: Sie sehen aus wie Fußbälle, sind aber winzig klein: Moleküle aus 60 oder 80 Kohlenstoff-Atomen, die sich zu eigenartigen kugelähnlichen Molekülen zusammengeschlossen haben. Fullerene heißen diese Hohlkugeln der atomaren Welt, benannt nach dem amerikanischen Architekten Richard Buckminster Fuller (1895-1983). Dr. Alexey A. Popov vom „Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung“ (IFW) Dresden will diese Superbälle nun mit winzig kleinen Magneten füllen. Er hofft, damit den Weg zu Elektronikchips mit enormer Speicherkapazität zu eben. „Bis dahin ist es noch weit hin“, betont Popov. Aber mit den Ergebnissen könnten in Zukunft einmal Spintronik-Speicher möglich werden, die Musikstücke, Videos und andere Daten in einzelnen Fulleren-Molekülen speichern.

Prof. Claudia Felser an der neuen Sputter-Anlage. Foto: Dietrich Flechtner

Spin-Speicherchip und embargofreien E-Motoren auf der Spur

Veröffentlicht von Heiko Weckbrodt

Dresdner Planck-Physiker designen in neuen Laboren Werkstoffe aus einzelnen Atomen Dresden, 23. Oktober 2014: Um neue Werkstoffe zu finden, die zu sehr schnellen Spintronik-Speicherchips und besseren Motoren für Elektroautos führen könnten, nimmt das Dresdner Max-Planck-Institut für „Chemische Physik fester Stoffe“ (MPI-CPFS) an der Nöthnitzer Straße Anfang November zwei neue, über zehn Millionen Euro teure Forschungslabore mit einer speziell für die Dresdner Physiker maßgeschneiderten „Sputter“-Anlage offiziell in Betrieb. Dabei handelt es sich um ein automatisch verknüpftes System von Hochvakuum- und Analyse-Kammern, in denen hauchdünne Beschichtungen möglich sind. Außerdem haben die Physiker ein extrem hochauflösendes Elektronenmikroskop bekommen, mit dem sie bis in die Welt der Atome hinabschauen können.