Wärme treibt Spinelektronik an
Bislang ungenutzte Abwärme von Prozessoren könnte Spinströme in magnetischen Speichern erzeugen.
Die stetige Miniaturisierung der Mikroprozessoren geht nicht einher mit einer Verringerung ihrer Leistungsaufnahme. Daher erhitzen sich die Prozessoren erheblich und ihre Wärme geht ungenutzt verloren. Ursache der Erwärmung sind die extrem miniaturisierten Halbleitertransistoren in den heutigen Prozessoren. Bis 2020 erwarten Experten für diese Elemente Größen von nur noch fünf Nanometer, das entspricht einem Abstand von etwa 16 einzelnen Atomen.
Im Rahmen des von der DFG geförderten das Projekts „Spinkaloritronik in spinelektronischen Speicherelementen“ wollen Forscher der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald, sowie der Universitäten Bielefeld und Gießen versuchen, die Wärmeströme zu nutzen, um damit das Auslesen, eventuell sogar das Verarbeiten von Information in spinelektronischen Speicherelementen zu ermöglichen. Die Wärme im Prozessor erzeugt in magnetischen Speichern Spinströme, die sich für diesen Zweck nutzen lassen.
Die Wissenschaftler planen, in ihrem Projekt mit einem Ultrakurzzeitlaser Spinströme mit extrem hohen Temperaturen im Labor zu erzeugen. Die Pulsdauer des Lasers beträgt dabei 50 Femtosekunden. Das ist etwa zehntausend mal schneller als die Taktzeiten heutiger Transistoren. An der Universität Greifswald gingen bereits ein Reinraum zur Mikrostrukturierung von Elementen, sowie staubfreie, optische Labore für den Betrieb der Ultrakurzzeitlaser in Betrieb. Damit kann die Forschung an der Spinkaloritronik beginnen. „Spinkaloritronik“ ist ein Kunstwort aus „Kalorik“ und „Spinelektronik“: Das Gebiet verbindet die Kalorik, also die Speicherung von Wärme, mit der Spinelektronik, neuartiger Elektronik basierend auf magnetischen Bauteilen.
EMAU / RK
