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Verbesserung der Effizienz des MRAM-Speichers

18.04.2019

Magnetoresistive Direktzugriffsspeicher (MRAM) gelten als der geeignetste Kandidat für die nächste Generation von Universalspeichern. Bis vor kurzem war die effiziente Verwaltung von MRAM jedoch eine schwierige Aufgabe. Einem Forschungsteam unter der Leitung von Professor Chih-Huang Lai und Professor Xu-Hau Ling gelang ein revolutionärer Durchbruch.

Dynamische Speicher (DRAM) werden derzeit hauptsächlich als Speicher mit wahlfreiem Zugriff in digitalen Geräten verwendet, aber ihr Potenzial in Bezug auf die Reduzierung des Stromverbrauchs und die Erhöhung der Dichte ist nahezu ausgeschöpft.

Die Arbeit von DRAM basiert auf der Eigenschaft des Elektrons - elektrische Ladung. Das Elektron hat jedoch eine andere Eigenschaft - den Spin. Wissenschaftler haben vorgeschlagen, dass Spins zur Steuerung von MRAM-Zellen verwendet werden können. Durch das Aufbringen einer nur wenige Nanometer dicken Platinschicht auf die Zelle gelang es den Forschern, einen neuen, bisher nicht genutzten Mechanismus zum Schalten magnetischer Momente zu implementieren. Es basiert auf der Verwendung von Spinstrom. Aufgrund von Spin-Bahn-Wechselwirkungen steuert der elektrische Strom zunächst die kollektive Bewegung der Elektronenspins. Der Spinstrom schaltet dann effektiv und genau das magnetische Moment der Zelle.

Zu den Vorteilen von MRAM gehören hohe Geschwindigkeit und kleine Zellengröße sowie die Fähigkeit zum wahlfreien Zugriff und zum Speichern des Zustands bei fehlender Stromversorgung.

Entwicklungen im Bereich MRAM werden von so großen Unternehmen wie Samsung, Intel und TSMC durchgeführt. Es ist möglich, dass die Massenproduktion von High-Density-MRAM noch in diesem Jahr beginnt.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

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Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Geräumiger und günstiger Li-Ion-Akku 10.11.2012

CalBattery hat eine Elektrode entwickelt, die die Kapazität von Lithium-Ionen-Batterien um das Dreifache erhöht und gleichzeitig ihre Kosten um 3 % senkt.

Die Ergebnisse unabhängiger Tests eines Prototyps einer neuen Lithium-Ionen-Zelle bestätigen die hohe Leistungsfähigkeit einer Elektrode auf Basis eines Silizium-Graphen-Verbundmaterials. Die Energiedichte in der neuen Batterie ist dreimal höher als in der herkömmlichen, und die spezifische Kapazität der Elektrode ist viermal höher.

Acht Monate Arbeit von Spezialisten von CalBattery und Argonne National Laboratory zeigen, dass die neue Batterie gute Chancen hat, eine neue Batteriegeneration zu werden und den kommerziellen Markt zu erobern. Anders als die meisten handelsüblichen Lithium-Ionen-Batterien hat die neue Batterie eine Energiedichte von 525 Wh/kg und eine spezifische Elektrodenkapazität von 1250 mAh/g. Gleichzeitig haben moderne Lithium-Ionen-Batterien entsprechende Anzeigen von 100-180 W * h / kg und 325 mAh / g.

Die neue Batterie ist 300 % besser als aktuelle Batterien, und außerdem verspricht die neue Technologie eine Reduzierung der Lebenszykluskosten von Batterien um etwa 70 %, die in Unterhaltungselektronik, Elektrofahrzeugen und mehr verwendet werden.

Der Schlüssel zur Zukunft der Batterie war die Entdeckung eines Prozesses, der das Silizium in der Anode einer Lithiumbatterie stabilisiert. Obwohl Silizium Lithium zehnmal besser absorbiert als jedes andere Material, baut es sich während der Lade-/Entladezyklen schnell ab. Die Wissenschaftler experimentierten mit mehreren Materialien für Elektrode und Elektrolyt. Dadurch konnte eine Kompositelektrode auf Basis von Graphen und Silizium geschaffen werden, die allen bestehenden kommerziellen Technologien deutlich überlegen ist. Die Entwickler glauben, dass ein neuartiger Elektrodentyp herkömmliche Graphitelektroden in 2-3 Jahren ersetzen und die Betriebsdauer zahlreicher batteriebetriebener Geräte deutlich verlängern kann.

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