Belgische en Nederlandse onderzoekscentra laten opmerkelijke onderzoeksresultaten zien op het gebied van gegevensopslag. Gebaseerd op spin-valve transistoren zijn opslagcapaciteit en leessnelheid aanzienlijk te vergroten.
Op de Universiteit Twente in Enschede is een supergevoelige magneetsensor ontwikkeld waarmee de capaciteit van harde schijven flink kan toenemen. In België claimt het Interuniversitair Micro-elektronica Centrum (Imec) in Leuven als eerste een geheugenchip te hebben gemaakt waarin bits magnetisch zijn op te slaan. Snel uitlezen is hier het doel.
In beide gevallen gaat het om spin-valve transistoren. Spin-valves zijn structuren van zeer dunne lagen. De magnetisatie in één van de lagen is in twee standen omklapbaar. Weerstand in de ene stand is beduidend lager dan in de andere. Spin-valves zijn daarom te zien als magnetische schakelaars. Dit effect heetgiant magneto-resistance. Het GMR-effect verhoogt de opslagdichtheid van harde schijven.
De meeste harde schijven hebben momenteel koppen met een gewone magneto-resistieve sensor. Het magnetische materiaal wisselt slechts enkele procenten in weerstand als de kop over de bits op de harde schijf vliegt. In de spin-valves is het effect groter, tot wel 60 procent. Dat maakt gevoeligere sensoren mogelijk, waardoor veel kleinere bits zijn te detecteren. In Twente is nu een spin-valve geconstrueerd waarin het GMR-effect nog tien keer groter is.
Onderzoekers van het Leuvense Imec ontwikkelden een magnetic random access memory (mram) dat negen bits kan opslaan in een chip met drie bij drie spin-valves. De magnetische geheugenelementen zijn te programmeren door stroom door een omliggende winding te sturen. De magnetisatie-richting wordt hiermee geprogrammeerd en de spin-valve blijft in deze toestand. Net als flash- en eeprom-geheugens houden ze hun informatie vast als de stroom uit staat. Uitlezen gaat door de weerstand over de spin-valve te meten. Een magnetisch geheugenelement op een chip kan in een miljardste deel van een seconde de waarde van zijn bit vrijgeven. In theorie maakt dat uitlezen met snelheden van gigabits per seconde mogelijk. Verder zijn mrams ongevoelig voor de elektromagnetische puls van een kernexplosie.
