Vijf magneetjes zijn eerste stap richting magnetronische chip

Een toekomstige processor op basis van minuscule magneetjes is in theorie veel zuiniger dan de huidige elektronische exemplaren. Een onderzoekster in de VS is erin geslaagd een bouwsteen voor zo'n chip te maken die niet werkt met elektrische stroompjes maar met magnetische velden. Verschillende hindernissen op weg naar zuiniger computers kunnen hiermee worden genomen.

Een van de grootste problemen bij moderne elektronica is de warmteproductie. Als processors en dergelijke niet voldoende worden gekoeld, gaan ze stuk. Hoe kleiner de chips en hoe sneller, hoe groter dit probleem. Al die warmteproductie kost ook energie, en dat beperkt de levensduur van batterijen en accu's.

Aan de universiteit van Notre Dame in Indiana heeft Alexandra Imre een onderdeel geconstrueerd van een mogelijke toekomstige 'magnetronische' computer (Science, 13 jan). Dit element zou de transistor kunnen vervangen bij de logische bewerkingen die in iedere pc plaatsvinden.

Imres vinding is een samenstel van vijf minuscule magneetjes van gewoon nikkel-ijzer. De nanomagneten zijn 135 nanometer lang, 70 nm breed en 30 nm dik (1 nm is een miljoenste mm). Deze maten zijn vergelijkbaar met die in de modernste chips.

De vijf magneten zijn gerangschikt in een kruispatroon, waarin één van de vijf centraal ligt. Hun magnetische richting wijst langs een van de assen van het kruis. Van de vier buitenste exemplaren dienen er drie als 'invoer': de richting daarvan wordt van buitenaf gemanipuleerd. Dat kan door een soortgelijk magneetje erbij te brengen of door er een elektrisch stroompje langs te laten lopen. De vierde buitenste magneet fungeert als 'output': deze krijgt via de centrale magneet een richting die te berekenen valt uit die van de andere drie.

Met dit ene ontwerp kunnen verschillende logische functies worden vervuld die in computers nodig zijn, zoals EN, OF en NOCH. Een lokkend voordeel is het feit dat magneten hun stand behouden als de stroom wegvalt. Een computer op basis van een dergelijke techniek kan zuiniger zijn - dus langer doen met een acculading - en vereist minder koeling. Ook hoeven apparaten op basis van een dergelijke techniek niet langdurig op te starten, en kun je straffeloos de batterij verwisselen wanneer het ding aanstaat. Omdat Imres universele poort verschillende functies kan vervullen, kan een chip met een aantal van deze onderdelen snel worden omgeprogrammeerd tot een chip met een compleet andere werking.

Herbert Blankesteijn