3D-microchip veel efficiënter
De onderzoekers in Cambridge werkten voor hun onderzoek met zogeheten spintronicachips. Deze chips gebruiken het magnetisch moment van een elektron – de spin – om informatie over te dragen.
In de nieuw 3D-microchips zijn laagjes kobalt-, platinum- en rutheniumatomen op elkaar geplakt. Deze slaan digitale informatie op en de rutheniumatomen vormen vervolgens de verbindingen tussen de verschillende lagen in de chip.
Sputteren
Om de chips te bouwen sloegen de onderzoekers met hoogenergetische gasdeeltjes de atomen los van een metalen oppervlak. Deze losgeslagen atomen (in dit geval platinum, ruthenium of kobalt) condenseren vervolgens op het eerste oppervlak dat ze tegenkomen. Deze techniek – het zogeheten sputteren – stelde de onderzoekers in staat om laagjes van een paar atomen dik te maken.
Door de magnetische velden aan en uit te zetten kunnen de chips worden gemanipuleerd. De informatie bleek zich bij tests inderdaad laagje voor laagje door de chip te verplaatsen, en werd zo dus van beneden naar boven overgedragen als een soort lift op atomaire schaal.
Ongekende mogelijkheden
Spintronica-chips worden nu al gebruikt in computers, maar de onderzoekers geloven dat door de extra dimensie aan de chip toe te voegen er meer informatie kan worden opgeslagen op deze nieuwe chip. Hierdoor kan de nieuwe 3D-microchip mogelijk veel efficiënter gaan werken dan de huidige 2D-chips.
De onderzoekers benadrukken dat deze chip de ongekende mogelijkheden van 21e-eeuwse materiaalkunde en fysica demonstreert. Normaliter zijn er schakelingen van vele transistoren nodig om op deze manier data te verplaatsen. Door nu gebruik te maken van de eigenschappen van simpele elementen als kobalt, platinum en ruthenium kan hetzelfde effect worden bereikt op atomaire schaal. Het onderzoek van Lavrijsen in Cambridge is uitgevoerd met een Rubicon-financiering van NWO.
