I processori dei computer di oggi sono sempre più spinti al limite a causa delle loro proprietà fisiche. Nuovi materiali potrebbero essere la soluzione. I fisici della Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) hanno studiato se e come tali materiali potrebbero essere sviluppati. hanno creato, testato e depositato un brevetto per un concetto utilizzando le ultime scoperte nel campo della spintronica. Il team ha riportato la loro ricerca sulla rivista Materiali elettronici applicati ACS .
Con il loro nuovo concetto, i ricercatori dell'MLU vogliono migliorare le proprietà di diodi e transistor. I processori comuni utilizzano migliaia di diodi e transistor per elaborare i dati. "L'efficienza energetica di questi singoli componenti determina la quantità di energia consumata complessivamente dal processore, "dice la professoressa Ingrid Mertig, un fisico teorico all'MLU. Perdita di energia, che si verifica quando l'energia elettrica viene convertita in calore, rimane la sfida più grande, lei spiega. Durante lo sviluppo di questi componenti, gli scienziati devono anche decidere se creare componenti molto potenti ed efficienti dal punto di vista energetico che possono essere utilizzati solo per uno scopo specifico, o per creare parti che possono essere utilizzate in vari modi, ma che hanno prestazioni inferiori e richiedono più energia.
Per la sua ultima innovazione, il team di ricercatori ha studiato se la spintronica può essere utilizzata per risolvere questi problemi. Si basa su una proprietà speciale degli elettroni:lo spin. Questo è un tipo di momento angolare intrinseco degli elettroni che genera un momento magnetico che è l'origine del magnetismo. I ricercatori hanno studiato se e come è possibile sviluppare un diodo o un transistor che utilizzi questo spin oltre alla carica dell'elettrone. Il concetto si basa su materiali magnetici scoperti di recente che contengono informazioni di spin in un modo particolare. Questi potrebbero sostituire i tradizionali materiali semiconduttori nei nuovi componenti.
"Le nostre proposte per i nuovi transistor combinano l'elaborazione e l'archiviazione dei dati. Non c'è perdita di energia e possono essere facilmente riconfigurati, " spiega il dottor Ersoy Sasioglu, un fisico alla MLU e primo autore dell'articolo. In collaborazione con fisici sperimentali dell'Università di Bielefeld, gli scienziati ora vogliono testare quali materiali sono più adatti per i nuovi componenti.
