Wärmegesteuerte Elektronik: Magnetisch kodierte Daten schneller steuern

Der Einsatz von Wärme für die Datenverarbeitung in elektronischen Medien birgt ein großes Potenzial für die Entwicklung energieschonender  Elektronik. Physiker der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und des Max-Planck-Instituts für Mikrostrukturphysik (MPI) in Halle haben nun herausgefunden, dass sich magnetisch kodierte Daten in  bestimmten Materialklasse durch Temperaturänderung  schnell steuern lassen. Die Ergebnisse lassen sich ausnutzen, um magnetische Speicher mit Hilfe von thermischer Energie und nicht etwa von Elektrizität zu betreiben. 

Eine schnelle thermische Elektronik lässt sich laut den Berechnungen der Forschergruppe durch den Einsatz von speziellen Magneten umsetzen. Diese verändern bei einem Temperaturgefälle, also unterschiedlichen Temperaturen am Anfang und am Ende des Materials, ihre magnetischen Eigenschaften.
Ihre Überlegungen haben die Physiker mit einer Simulation am Beispiel sogenannter Racetrack-Speicher getestet. Diese Speicher bestehen aus ferromagnetischen Drähten, auf denen die einzelnen Speicherbits in magnetischen Domänen dargestellt sind. Anders als bei klassischen Festplatten gibt es aber keinen mobilen Lese- oder Schreibkopf, der über die Speicheroberfläche wandert und die Daten ausliest. Auch die Drähte sind fest fixiert. Stattdessen bewegen sich die magnetischen Domänen, also die Bits im Draht angetrieben durch das Temperaturgefälle. Die Schreib-Lese-Geschwindigkeit dieser thermischen Racetrack-Speicher ist somit durch die Domänengeschwindigkeit bestimmt. Der jetzige Befund zeige,  dass eine schnelle thermische Elektronik möglich ist, wenn geeignete Materialien und Verbundstoffe zum Einsatz kommen.

Zur Publikation:
Sukhov, A. et al. Swift thermal steering of domain walls in ferromagnetic MnBi stripes. Sci. Rep. 6, 24411; doi: 10.1038/srep24411 (2016).