idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Grafik: idw-Logo

idw - Informationsdienst
Wissenschaft

Science Video Project
idw-Abo

idw-News App:

AppStore

Google Play Store



Instance:
Share on: 
10/08/2019 09:35

Patentiertes Konzept aus Halle: Neuartige, leistungsfähige Dioden und Transistoren

Tom Leonhardt Pressestelle
Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

    Gängige Computerprozessoren kommen aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften immer mehr an ihre Grenzen. Neuartige Materialien könnten hier Abhilfe schaffen. Ob und wie sich diese entwickeln lassen könnten, haben Physikerinnen und Physiker der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) untersucht. Mit Hilfe neuester Erkenntnisse aus der Spintronik haben sie hierfür ein Konzept entwickelt, überprüft und ein Patent angemeldet. Über die Forschung berichtet das Team im Fachjournal "ACS Applied Electronic Materials".

    Mit ihrem Konzept wollen die Forscher der MLU die Eigenschaften von Dioden und Transistoren verbessern. Gängige Prozessoren bestehen aus Tausenden Dioden und Transistoren, in denen Daten verarbeitet werden. "Die Energieeffizienz dieser einzelnen Bauteile bestimmt den Energieverbrauch des gesamten Prozessors", sagt die Physikerin Prof. Dr. Ingrid Mertig von der MLU. Das größte Problem sei zudem immer noch der Energieverlust durch die Umwandlung von elektrischer Energie in Wärme, so die Forscherin weiter. Gleichzeitig muss bei der Entwicklung dieser Bauteile abgewogen werden: Entweder sind sie sehr leistungsfähig und energieeffizient, können dann aber nur für einen bestimmten Zweck verwendet werden. Oder sie sind vielseitig einsetzbar, erbringen dafür eine geringere Leistung und benötigen mehr Energie.

    Das Forschungsteam der MLU ist für seine neue Entwicklung der Frage nachgegangen, ob sich mit Hilfe der Spintronik diese Probleme lösen lassen. Grundlage für die Forschung ist eine spezielle Eigenschaft von Elektronen: der Spin. Dabei handelt es sich um eine Art Eigendrehimpuls von Elektronen, der ein magnetisches Moment erzeugt und Ursache des Magnetismus ist. Die Forscherinnen und Forscher haben überprüft, ob und wie sich eine Diode oder ein Transistor entwickeln lassen, die neben der Ladung des Elektrons diesen Spin nutzen. Grundlage dafür sind neu entdeckte magnetische Materialien, die die Spininformation in besonderer Weise enthalten. Diese könnten in den neuartigen Bauteilen anstelle klassischer Halbleitermaterialien zum Einsatz kommen.

    "Die neuen Transistoren, wie wir sie vorschlagen, verbinden Datenverarbeitung und -speicherung, sie verlieren dabei keine Energie und sie können problemlos neu konfiguriert werden", fasst der Physiker Dr. Ersoy Sasioglu von der MLU zusammen. Das Konzept für diese Spintronik-Bauteile wurde bereits zum Patent angemeldet. Der Schwerpunkt der halleschen Gruppe lag zunächst darauf, das Materialdesign mit Hilfe theoretischer Simulationen vorzunehmen. In Kooperation mit experimentellen Physikern der Universität Bielefeld wollen die Wissenschaftler nun überprüfen, welche Materialien sich am besten für die Bauteile eignen könnten.

    Gefördert wurde die Arbeit mit Mitteln aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und vom Land Sachsen-Anhalt.


    Original publication:

    Sasioglu E., Blügel S, Mertig I. Proposal for Reconfigurable Magnetic Tunnel Diode and Transistor. ACS Applied Electronic Materials (2019). doi: 10.1021/acsaelm.9b00318


    Images

    Criteria of this press release:
    Business and commerce, Journalists, Scientists and scholars
    Information technology, Physics / astronomy
    transregional, national
    Research results, Scientific Publications
    German


     

    Help

    Search / advanced search of the idw archives
    Combination of search terms

    You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.

    Brackets

    You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).

    Phrases

    Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.

    Selection criteria

    You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).

    If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).