Materialrevolution minskar energiförbrukningen

Materialrevolution minskar energiförbrukningen i minneschips

Inom ett par decennier förväntas den växande mängden digital data bli en av världens största energislukare. Ett genombrott vid Chalmers tekniska högskola kan nu förändra spelplanen: ett nytt atomtunt material som låter två motsatta magnetiska krafter samexistera, vilket kan minska energiförbrukningen hos minneschips med hela 90 procent. Denna upptäckt öppnar dörren till en ny era av ultrasnåla och tillförlitliga minneslösningar för AI, mobilteknologi och framtidens databehandling.

En ny era för minnesteknologi

Minneskomponenter är oumbärliga i all modern teknologi som behandlar och lagrar information – från AI och smarta mobiler till datorer och självkörande bilar. Den explosionsartade ökningen av data som lagras och behandlas förväntas inom ett par årtionden stå för en betydande del av världens totala energiförbrukning. Därför söker forskare intensivt efter nya sätt att bygga betydligt energisnålare minnesteknologi. Magnetism har blivit en central del av denna utveckling, särskilt för de viktiga minneschips där information lagras.

Banbrytande materialupptäckt

Forskare vid Chalmers har nu presenterat ett helt nytt, atomtunt material som kombinerar två olika magnetiska krafter. Detta kan minska energiförbrukningen hos minnesenheter med 90 procent. “Att hitta denna samexistens i ett enda, tunt material är en banbrytande upptäckt,” säger Bing Zhao, forskare i kvantkomponentfysik på Chalmers. Materialet kan användas i utvecklingen av ultraeffektiva minneschips för AI-teknologi, mobiler och framtidens databehandling.

Magnetisk innovation

Inom fysiken talas ofta om två grundläggande magnetiska tillstånd: ferromagnetism och antiferromagnetism. Kombinationen av dessa tillstånd erbjuder stora vetenskapliga och tekniska fördelar. Tidigare har detta endast kunnat uppnås genom att stapla olika slags material på varandra. “Vi har nu lyckats kombinera de båda magnetiska krafterna i en enda tvådimensionell kristallstruktur,” säger Saroj P. Dash, professor i kvantkomponentfysik på Chalmers.

Effektivare och enklare tillverkning

Det nya materialet består av en legering av magnetiska och icke-magnetiska grundämnen som möjliggör både ferromagnetism och antiferromagnetism i ett och samma material. Detta gör det enklare att tillverka och mer tillförlitligt än konventionella material. “När ett enda material innehåller olika magnetiska beteenden blir det oproblematiskt att stapla det i flera lager,” säger Saroj P. Dash.

Framtidens energisnåla minneschips

Chalmersforskarna använde det atomtunna materialet i minimala minnesenheter, vilket kan minska energiförbrukningen med 90 procent. Detta innebär stora vinster för framtida datorer, AI och avancerad databehandling. Studien har publicerats i tidskriften Advanced Materials och forskningen har finansierats av flera internationella projekt och stiftelser.

FAQ

• Vad är det nya materialet? Det är en atomtunn legering som kombinerar ferromagnetism och antiferromagnetism.
• Hur mycket kan energiförbrukningen minska? Upp till 90 procent.
• Vilka är de potentiella tillämpningarna? AI, mobilteknologi och framtidens databehandling.
• Var kan jag läsa mer om studien? I tidskriften Advanced Materials.