Prototyp eines antiferromagnetischen magnetoelektrischen Speicherchips, der von Forschern aus Dresden und Basel entwickelt wurde. Er besteht aus einer dünnen Chromoxid-Schicht (Cr2O3) zum Speichern, auf der die Physiker eine weitere ultradünne Platinschicht aufbringen, die zum Auslesen genutzt wird. Abbildung: T. Kosub
Dresden/Basel, 3. Januar 2016. Physiker und Materialforscher aus Dresden und Basel haben den Prototypen für einen neuen magnetischen Speicher entwickelt, der sich Daten ohne ständige Stromzufuhr merken kann. Die Wissenschaftler wollen damit den Weg zu Smartphones und Rechenzentren eröffnen, die viel weniger elektrische Energie als Abwärme verpulvern als heutige Computer.
Zwar gibt es auch heute schon magnetische Speicherchips, MRAMs genannt. Die sind jedoch naoch relativ teuer und anfällig. Forscher des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) haben nun eine neue Konstruktion auf der Basis sogenannter „magnetoelektrischer Antiferromagnete“ erprobt. Ihr Miniaturschalter besteht aus hauchzarten Schichten aus Chromoxid und Platin zwischen Elektroden, die nur wenige Nanometer (Millionstel Millimeter) dünn sind. Indem sie eine recht schwache Spannung von nur wenigen Volt anlegten, konnten sie den magnetischen Schalter „zum Kippen“ bringen, ihm also beibringen, sich die Information „0“ oder „1“, „Ja“ beziehungsweise „Nein“ zu merken. Auch fanden sie einen Weg, diese Information wieder auszulesen.
„Gegenüber anderen Konzepten konnten wir die Spannung um den Faktor 50 reduzieren“, sagt Tobias Kosub vom HZDR, der das Projekt wesentlich vorangetrieben hatte. „Dadurch können wir ein Bit schreiben, ohne dass das Bauteil viel Energie verbraucht und sich aufheizt.“ Die Ergebnisse werden in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „Nature Communications“ präsentiert.
Zusammen mit ihren Kollegen aus Basel wollen die Dresdner nun ihren „AF-MERAM“-Prototypen weiterentwickeln: damit er künftig auch bei verschiedenen Temperaturen funktioniert und sich mehr als nur eine Null oder eine Eins merken kann.
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