Wissenschaftler bauen Sensor aus elf Atomen

Innovatives Gerät der TU Delft soll dabei helfen, Spintronik deutlich besser zu verstehen

Nanoskalig: Elf Atome als Sensor (Foto: tudelft.nl)

Delft (pte002/27.05.2020/06:05) - Forscher der TU Delft http://tudelft.nl/en haben einen Sensor entwickelt, der nur elf Atome groß ist und doch Antenne, Speichereinheit, Reset-Knopf sowie eine Möglichkeit zum Auslesen bietet. Damit kann dieser magnetische Wellen einfangen. Das soll helfen, deren Verhalten besser zu verstehen. Der Sensor dient damit zwar zunächst der Grundlagenforschung - doch könnte er dazu beitragen, grünere IKT dank Spintronik Realität werden zu lassen.

Magnetwellen-Mausefalle

Spintronik könnte die Datenverarbeitung theoretisch viel effizienter machen. Denn die Nutzung von magnetischen statt elektrischen Signalen vermeidet beispielsweise die durch Stromfluss verursachte Hitzeentwicklung und damit verbundene Energieverschwendung. Doch ist Magnetismus auf der winzigen Skala von Chips sehr komplex. Magnetwellen breiten sich schnell aus und können sich aufgrund der Gesetze der Quantenmechanik praktisch in mehrere Richtungen gleichzeitig bewegen. Dadurch sind sie schwer einzufangen und zu studieren.

Eben das soll der neue Sensor der TU Delft erleichtern. Das aus nur elf Atomen bestehende Gerät ist dazu gedacht, mit seiner Antenne eine vorbeiziehende magnetische Welle zu erkennen und diese Information zu speichern. "Das kann man mit einer Mausefalle vergleichen", meint Forschungsleiter Sander Otte. "Eine Maus ist im Allgemeinen zu schnell und zu klein, um sie von Hand einzufangen. Doch eine Mausefalle reagiert sehr schnell und hält die Maus an einem Ort fest."

Vielversprechende Tests

Wie das Team in "Communications Physics" berichtet, hat es seinen Sensor an vergleichbar winzige magnetische Atomdrähte angeschlossen, durch die Magnetwellen gesendet wurden. Die Testdrähte waren zwar sehr kurz, die Ergebnisse aber vielversprechend: Die Bewegung der Wellen war genauso merkwürdig, wie aufgrund der Quantemechanik zu erwarten. Nun gilt es dem Team zufolge, den Ansatz auf komplexere Schaltkreise anzuwenden, um tiefere Einblicke in das Verhalten von Spintronik zu gewinnen.

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