Spinwellen: Die Zukunft des Computers?
Wissenschaftler aus Göttingen starten neues Projekt zur Erforschung von Spinwellencomputern. DFG-Förderung für drei Jahre mit insgesamt knapp 250.000 Euro.
Elementarteilchen, viele Atomkerne sowie Atome mit bestimmten Elektronenkonfigurationen besitzen einen sogenannten Spin, der die Rotation um die eigene Achse bezeichnet. Dies ermöglicht eine alternative Form der elektronischen Datenverarbeitung, die „Spinelektronik“. Ähnlich wie beim Rechnen mit Licht könnte das Rechnen mit Spinwellen in Zukunft die Elektronen in Computerchips ersetzen und so eine schnellere parallele Datenverarbeitung in Mikroprozessoren ermöglichen. „Mithilfe von miniaturisierten Halbleiterbauelementen suchen wir nach neuen Konzepten für Computerstrukturen“, erläutert Markus Münzenberg vom I. Physikalischen Institut. „Wir wollen in unserem Forschungsprojekt erste grundlegende Elemente realisieren, die spinwellenbasiertes Rechnen erlauben.“
Abb.: Laseranregung im Wellenleiter: Baustein für Spinwellencomputer. (Bild: U. Göttingen)
Die Physiker erzeugen dazu mit extrem kurzen Laserimpulsen Spinwellen in dünnen magnetischen Schichten. Die Eigenschaften dieser Spinwellen – wie zum Beispiel die Wellenlänge – können sie gezielt kontrollieren, indem sie das untersuchte Material mit nanometer- bis mikrometergroßen Löchern strukturieren und damit „maßschneidern“. Durch eine geschickt gewählte Anordnung und den Abstand der Löcher wollen die Wissenschaftler Bausteine für Computerchips entwickeln, die schneller und sparsamer arbeiten als bisher. „Der Schwerpunkt liegt bei uns in der optischen Kopplung von Spinwellen in magnonischen Strukturen mittels Femtosekunden-Laserpulsen“, sagt Münzenberg.
U. Göttingen / PH
