Nytt gjennombrudd: Ørsmå magneter kan bli fremtidens datateknologi

Den eksisterende, silisiumbaserte brikketeknologien er nå dratt så langt at mange aktører har begynt å slite med å følge den såkalte «Moores Lov», som sier at antallet transistorer i en integrert krets vil dobles i løpet av en periode på rundt 24 måneder.

I lys av denne utviklingen har man begynt å lete etter alternative halvlederteknologier, og en lovende kandidat i så måte er karbonmaterialet grafén – som ble lansert som en potensiell silisium-arvtaker allerede for flere år siden.

Ny grafén-tilnærming

Blant andre nettstedet Extremetech rapporterer nå at forskere har funnet en ny måte å utnytte grafén-materialet på som gjør det mulig å krympe dimensjonene kraftig ned og legge til rette for langt raskere datateknologi i fremtiden.

Det nye konseptet, som først ble omtalt av Live Science og beskrevet i detalj i vitenskapsmagasinet Nature, er basert på såkalt «spinntronikk» – som allerede brukes i for eksempel harddisker, men som også har andre, lovende bruksområder.

Spinntronikk handler om å kontrollere elektronspinn for å endre egenskapen til magnetiske materialer, i korte trekk.

I dette tilfellet fant man en ny måte å utnytte spinntronikk på, som potensielt gjør den svært lovende som fremtidig transistorteknologi. Forskernes løsning var i korte trekk å plassere en todimensjonal magnet mellom to lag av det allerede supetynne grafén-materialet, som fungerte som elektroder.

Designet gjorde det mulig å kontrollere elektronspinnet og den magnetiske tilstanden til den todimensjonale magneten, som igjen kan brukes til å representere de binære 0/1-verdiene – og dermed kan fungere som brytere i en transistor.

Denne formen for kontroll har tidligere vært vanskelig å oppnå, ifølge forskerne.

Stort potensiale

– Effektiv kontroll av magnetiske faser i to-dimensjonale magneter vil utgjøre et viktig fremskritt innen spinntronikk, med stort potensial for fremtidige datateknologier, skriver forskerne i det tekniske dokumentet publisert hos vitenskapsmagasinet Nature.

Som Live Science peker på kan konseptet åpne for transistordesign på en langt mindre skala enn i dag, som igjen betyr mye kraftigere brikker. Enn så lenge dreier det seg imidlertid om et svært eksperimentelt design med mange utfordringer som må løses.

Grafén har spilt en viktig rolle i mange av de nye tilnærmingene til transistordesign som er blitt presentert de siste årene, og mange mener fortsatt at materialet kan ta over for den tradisjonelle silisiumbaserte teknologien.

En av grunnene til at vi ennå ikke har en grafénbasert brikke å vise til, er at materialet – i kraft av å være kun ett atom tynt – er notorisk vanskelig å jobbe med.

Det gjøres imidlertid mange fremskritt, og tidligere i år hevdet for eksempel et forskerteam å ha fremstilt den første fungerende halvlederen laget av grafén. I tillegg har et tysk selskap sikret seg finansiering for å starte testproduksjon av mikrobrikker delvis basert på materialet grafén innen 2026.