Onderzoekers van de Eindhovense groep van Bert Koopmans zijn erin geslaagd de beweging van magnetische domeinwanden te sturen met elektrische velden. De vondst is een mijlpaal in de ontwikkeling van racebaangeheugen, een futuristische technologie die bestaande ladinggebaseerde opslagchips wat betreft dichtheid, energieverbruik en prestaties ver achter zich laat.

Racebaangeheugen is een geesteskind van Stuart Parkin, onderzoeksfellow bij IBM en hoogleraar in Stanford. Parkin onderhoudt warme banden met Koopmans en de TU Eindhoven: hij is er distinguished professor. Zijn naam staat dit keer echter niet op de publicatie, die gisteren in Nature Communications verscheen.

Racebaangeheugen gebruikt mobiele magnetische domeinen in een nanodraad om informatie op te slaan. In zijn ultieme implementatie ‘staat’ de draad ‘rechtop’ om zo veel mogelijk bits op een oppervlak te kunnen proppen.

In tegenstelling tot de huidige elektronische geheugens slaat racebaanheugen informatie op in kleine magnetische gebiedjes – een beetje zoals een harddisk. Deze metastabiele domeinen, gescheiden door wandjes, kunnen zich bewegen door een nanodraad. Met een schrijf- en leesstation langs de draad is het daarom mogelijk zonder mechanisch bewegende delen een magneetgeheugen te construeren – anders dan een harddisk dus. Het probleem was om de beweging van de domeinwanden te beheersen. Dat lukte tot dusverre met magneetvelden of elektrische stromen, maar die vereisen veel energie.

De Eindhovenaren zijn er nu in geslaagd de beweging met elektrische velden te manipuleren. Algemeen werd aangenomen dat dat niet kon, omdat ze amper doordringen in magnetisch opslagmateriaal. De oplossing bleek echter eenvoudig: maak de nanodraad slechts enkele atoomlagen dik en dan kunnen elektrische velden er wel in doordringen. Zodoende lukte het om de beweging van de wanden met een factor tien te veranderen, en op papier kan het nog veel sneller.