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Spintronik - IBM kooperiert mit Stanford

Gemeinsames Forschungszentrum SpinAps gegründet

IBM arbeitet im Bereich "Spintronik" mit der Universität Stanford zusammen. Dazu habe man gemeinsam das IBM-Stanford Spintronic Science and Applications Center (SpinAps) gegründet. Man hofft, mit Hilfe von Nanotechnologie Computerchips grundlegend zu verändern.

Bislang hat man sich in der Chip-Entwicklung vor allem auf die fortschreitende Verkleinerung von Strukturen beschränkt, doch dieser Ansatz wird zunehmend schwieriger, zeitaufwendiger und damit auch teurer. Einen gänzlich anderen Ansatz verfolgt die Spintronik, ein Teilgebiet der Nanotechnologie, die sich die Orientierung des Elektronenspins in Halbleitermaterialien zu Nutze macht und diesen magnetisch kontrolliert.

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Auf diese Weise sollen sich winzige Strukturen aus extrem dünnen Schichten realisieren lassen, in denen der Elektronenspin mit äußerst geringen Strömen kontrolliert werden kann. Zudem benötigen entsprechende Chips keine Stromzufuhr, um Daten zu speichern.

Beim Elektronen-Spin handelt es sich um einen Quanteneffekt, der zwei Orientierungen einnehmen kann. Bringt man nun den Spin innerhalb eines Materials in die gleiche Richtung, entsteht Magnetismus und andersherum beeinflussen Magnetfelder den Elektronenspin.

Eine erste Anwendung findet die Spintronik bereits in so genannten "Giant Magnetoresistive Schreib- und Leseköpfen" (GMR), die seit geraumer Zeit in Festplatten zum Einsatz kommen und eine Erhöhung der Datendichte um rund 40 Prozent erlauben. Aber auch MRAM nutzt die Möglichkeiten der Spintronik.

Auch in anderen Bereichen soll die Spintronik genutzt werden, IBM nennt beispielsweise rekonfigurierbare Logik-Chips, Supraleiter bei Raumtemperatur und Quantencomputer. Zu ersten kommerziellen Produkten soll die Einrichtung des SpinAps aber frühestens in fünf Jahren führen. Geleitet wird das Institut von IBM Fellow Stuart Parkin und den Stanford-Professoren Dr. James S. Harris und Dr. Shoucheng Zhang.


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