Perangkat Magnetik Tipis Atom Dapat Tingkatkan Efisiensi Energi

0
41
Washington – Dewasa ini para ilmuwan berlomba mencari cara untuk meningkatkan efisiensi energi.  Seperti yang dilakukan oleh tim peneliti dari Universitas Washington, Amerika, yang telah menyandikan informasi dengan menggunakan magnet tipis dari atom. Terobosan ini dapat merevolusi teknologi komputasi yang memungkinkan penyimpanan data dengan kepadatan yang lebih besar dan meningkatkan efisiensi energi.
Bahan magnetik sendiri adalah tulang punggung teknologi informasi digital modern, seperti sebuah penyimpanan hard-disk. Dengan menggunakan tumpukan bahan ultrathin sebagai kontrol atas aliran elektron berdasarkan arah spin mereka. Teknologi ini menggunakan bahan seperti lembaran kromium tri-iodida (CrI3), sebagai insulator magnetik 2-D pertama, empat lembar (masing-masing hanya atom tebal) yang mampu menciptakan sistem tertipis namun dapat memblokir elektron berdasarkan spin mereka sambil mengerahkan lebih dari 10 kali kontrol yang lebih kuat daripada metode lain.
Seperti diberitakan situs sciencedaily.com, ketua tim dan juga seorang ahli fisika, Tiancheng Song, mengatakan, “pekerjaan kami mengungkapkan kemungkinan untuk mendorong penyimpanan informasi berdasarkan teknologi magnetik ke batas yang sangat tipis,” katanya.  Dalam penelitian terkait, tim menemukan cara untuk mengontrol sifat-sifat magnetik dari magnet yang sangat tipis ini secara elektrik.
“Dengan pertumbuhan informasi yang eksplosif, tantangannya adalah bagaimana meningkatkan kepadatan penyimpanan data sambil mengurangi energi operasi,” kata Xiaodong Xu, seorang profesor fisika dan ilmu material dan teknik.
“Kombinasi keduanya bekerja menunjukkan kemungkinan rekayasa perangkat memori magnetik tipis atom dengan pesanan konsumsi energi yang besarnya lebih kecil dari apa yang saat ini dapat dicapai,” lanjutnya.
Dalam penelitian ini, mereka mengapit dua lapisan CrI3 di antara lembaran konduktif graphene.  Pada posisi itu terbukti bahwa elektron dapat mengalir tanpa hambatan di antara dua lembar graphene.  Kedua konfigurasi yang berbeda ini dapat bertindak sebagai bit – nol dan satu kode biner dalam komputasi sehari-hari untuk menyandikan informasi.
“Unit fungsional dari jenis memori ini adalah persimpangan terowongan magnetik, atau MTJ, yang merupakan ‘gerbang’ magnetik yang dapat menekan atau membiarkan arus listrik bergantung pada bagaimana putaran berputar di persimpangan,” kata Xinghan Cai, seorang peneliti postdoctoral fisika.
Hingga di empat lapisan Crl3, tim menemukan potensi penyimpanan informasi “multi-bit”. Dalam dua lapisan CrI3, spin antara masing-masing lapisan baik sejajar dalam arah yang sama atau arah yang berlawanan, yang mengarah ke dua tingkat yang berbeda menunjukkan bahwa elektron dapat mengalir melalui gerbang magnet.
Tetapi dengan tiga dan empat lapisan, ada lebih banyak kombinasi untuk spin antara masing-masing lapisan, yang mengarah ke beberapa, tingkat yang berbeda di mana elektron dapat mengalir melalui bahan magnetik dari satu lembar graphene ke yang lain.
“Meskipun perangkat kami saat ini membutuhkan medan magnet sederhana dan hanya berfungsi pada suhu rendah, tidak layak untuk digunakan dalam teknologi saat ini, konsep perangkat dan prinsip operasional adalah hal yang baru dan inovatif,” katanya.
 “Kami berharap bahwa dengan mengembangkan kontrol listrik dari magnet dan beberapa kecerdikan, sambungan terowongan ini dapat beroperasi dengan kurang atau bahkan tanpa membutuhkan medan magnet pada suhu tinggi, yang bisa menjadi pengubah permainan untuk teknologi memori baru.” tutupnya. (Liy)
Article Bottom AD

LEAVE A REPLY