Yhdysvaltalaisen Argonne National Laboratoryn sekä Oaklandin ja kiinalaisen Fudanin yliopistojen tutkijoiden yhteistyö on löytänyt yllättävän kvanttivaikutuksen kiintolevyasemissa käytetyssä materiaalissa. Löydetyn vaikutuksen ansiosta voidaan ohjata elektronin spinin suuntaa materiaalissa.
Löydön ansiosta tutkijat pystyivät kehittämään tehokkaamman informaation tallentamisen ja hakemisen pienemmässä tilassa. Tutkijoiden havaitsema vaikutus liittyy Gilbert-vaimennukseen, jossa ”elektronin spinin suunta ohjaa sitä, miten materiaali haihduttaa energiaa, toteaa Argonnen materiaalitutkija Olle Heinonen.
Teknisesti tutkijat havaitsivat magneettisen vaimennuksen huomattavan vaikutuksen koboltti-rautaseoksesta, joka oli päällystetty yhdeltä sivulta magnesiumoksidin substraatilla. Löytö on yllättävä, koska koboltti-rautaseosta on käytetty jo pitkään esimerkiksi magneettisissa kiintolevyissä. Tällä kertaa materiaalia ei kuitenkaan lämpökäsitelty kiderakenteen vähäisien erojen poistamiseksi.
Nyt nämä erot ja materiaalin edelleen puristaminen toivat esiin sen, miten magnetisoitumisen vaimennusvaikutus on giganttinen joissakin suunnissa ja toisissa pieni.
Arkansasin yliopiston fyysikot ovat puolestaan tutkineet vismuttiferriittiä, joka on yleisesti lyhennetty BFO:ksi. Kyse on materiaalista, joka voi tallentaa informaatiota paljon tehokkaammin kuin tällä hetkellä on mahdollista.
Nykyisin muistitekniikoissa informaatiota koodataan magneettikentillä. Prosessi vaatii paljon energiaa, josta yli 99 prosenttia menee hukkaan lämmön muodossa.
BFO on multiferroinen eli se vastaa sekä sähkö- että magneettikenttiin ja on siten mahdollisesti tehokas muistimateriaali. Mutta sen magnetosähköinen vaste on liian pieni.
Nyt tutkijat hyödynsivät Arkansasin yliopiston laskentakeskusta simuloimaan olosuhteita, jotka parantavat magnetosähköistä vastetta sellaiseksi, että sitä voitaisiin käyttää tehokkaaseen informaation tallentamiseen sähkökentän eikä magnetismin avulla.
Tutkijat dokumentoivat kasvavasta vasteesta vastaavan ilmiön, jota he kutsuivat "sähköakustiseksi magnoniksi". Nimi heijastaa sitä, että keksintö on kolmen tunnetun "kvasipartikkelin" yhdistelmä, jotka ovat samanlaisia kuin värähtelyt kiinteissä: akustiset fononit, optiset fononit ja magnonit.
Näillä löydöillä on myös muita materiaalisia sovelluksia. Uuden koboltti-rautaseoksen tehokkaampi hallinta voisi olla omiaan myös energiatehokkaammissa sähkömoottoreissa, generaattoreissa ja magneettisissa laakereissa. Vismutti-ferriitiä voitaisiin puolestaan käyttää myös antureissa, muuntimissa ja muissa elektroniikan sovelluksissa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 9.5.2019
Autoteollisuus on siirtymässä yhä monimutkaisempiin ohjelmistopohjaisiin järjestelmiin, joissa virheetön ohjelmisto on elintärkeää turvallisuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Ohjelmiston laatu ja luotettavuus eivät ole enää vain valinnaisia ominaisuuksia, vaan kriittisiä vaatimuksia erityisesti autonomisessa ajamisessa, kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä (ADAS) ja yhdistetyissä ajoneuvojärjestelmissä.
Kestävä digitaalinen infrastruktuuri on kriittinen, jotta tietoliikenneverkot voidaan tehokkaasti valjastaa tekoälyinnovaatioiden ja pilvipohjaisten palveluiden tarpeisiin. Tekoälyyn liittyvien datarikkaiden sovellusten lisääntyvä kysyntä edellyttää tietoliikenneverkkoa, joka kykenee käsittelemään suuria tietomääriä alhaisella viiveellä, kirjoittaa Orange Businessin kumppaniratkaisuista vastaava Carl Hansson.
Euroopan unioni ottaa merkittävän askeleen avaruusteknologian kehittämisessä allekirjoittamalla sopimuksen uuden IRIS²-satelliittijärjestelmän toteuttamisesta. Tämä 290 satelliitin verkko on suunniteltu vahvistamaan Euroopan itsenäisyyttä ja turvallista yhteydenpitoa.
Jotta voidaan vastata uuden teknologian vaatimuksiin ja pitää järjestelmät toimimassa ”kellon tavoin”, on aika harkita ajoitusratkaisuja uudelleen. Tässä kaksiosaisessa "Precision Timing" -artikkelissa opit, miksi mikroelektromekaanisiin järjestelmiin eli MEMS-komponentteihin perustuvat piiajoituslaitteet päihittävät kvartsin elektroniikkasuunnittelun uudella aikakaudella. 
Matalatehoisten langattomien ratkaisujen asiantuntija Nordic Semiconductor ja eSIM-ratkaisuja kehittävä Kigen ovat julkistaneet yhteistyön, joka sujuvoittaa massiivisten IoT-verkkojen käyttöönottoa. Yhdessä he esittelevät CES 2025 -messuilla ratkaisun, joka yhdistää Nordic Semiconductorin nRF9151-moduulin ja Kigenin SGP.32 IoT eSIM-teknologian sekä laitteiden hallinta-alustan.
