Kleiner en energiebesparend: Geheugen uit Cr2O3

14 mei 2018, 18:48
Voorgestelde opbouw van een magnetische geheugencel uit chroom. Afbeelding: Ahmed & Victora.
Voorgestelde opbouw van een magnetische geheugencel uit chroom. Afbeelding: Ahmed & Victora.

Het miniaturiseren van de elektronica van geheugencellen gaat niet meer zo snel als vroeger. Normaal geheugen werkt met transistors en elektrische velden. Een mogelijk alternatief is om te werken met magneetvelden. Tot nu toe was daarbij altijd een statisch, extern aangelegd magneetveld nodig. Nu zijn puur elektrische velden voldoende.

Eén versie van het magnetisch opslaan van informatie berust op het magneto-elektrische effect, waarmee we de magnetische oriëntatie van een geschikt materiaal met een elektrisch veld kunnen veranderen. Dit is een groot voordeel als het gaat om eenvoud, kleine afmetingen en een klein energieverbruik. Een nieuw schakelelement, gemaakt uit chroomoxide (Cr2O3), is magneto-elektrisch en biedt daardoor de mogelijkheid om ooit in computersystemen te worden gebruikt in plaats van flashgeheugens. De onderzoekers Victora en Ahmed hebben een ontwerp voor een geheugencel op basis van chroomoxide ontwikkeld, waarbij geen extern aangelegd magneetveld nodig is en puur elektrische aansturing volstaat.

Hun cel produceert een effectief magnetisch veld door kwantummechanische koppeling. Dankzij de rangschikking kunnen magnetische strooivelden de cel niet beïnvloeden. De structuur is in principe geschikt voor een sterk geminiaturiseerde opbouw. Kleine afmetingen verbeteren overigens ook de verhouding tussen oppervlakte en volume. Er zijn geen grotere lekstromen en geen verhoogd verliesvermogen in vergelijking met halfgeleiders. Victora en Ahmed willen samenwerken met collega’s voor de realisatie van hun concept. Als de fabricage van prototypes lukt, kunnen er stappen worden gezet voor het inpassen van dit nieuwe geheugentype in computersystemen.

Voordat er massageheugens met Cr2O3-cellen op de markt komen, zullen waarschijnlijk nog vele jaren van optimalisatie nodig zijn. Een groot probleem dat nu al zichtbaar is, is de gevoeligheid voor hogere temperaturen.  Berekeningen aan modellen geven aan, dat al bij ongeveer 30°C problemen zullen ontstaan. Voor toepasbaarheid in de praktijk is dus in elk geval het verhogen van de toelaatbare werktemperatuur nodig, want in computersystemen wordt het meestal een stuk warmer dan dertig graden.
 
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items