Computers zonder transistors of silicium: 2D-magneten met superieure eigenschappen

Geïntegreerde schakelingen met ontelbare transistors, meestal gemaakt van silicium, zijn eigenlijk overal. Van koelkasten tot gehoorapparaten, van zakrekenmachines tot AI-versnellers. Dit laatste is een voorbeeld van een probleem dat zich al geruime tijd langzaam opbouwt.

Ouderen herinneren zich dit misschien nog wel. Een Intel 80386 bijvoorbeeld had geen koeling omdat er maar een paar watt stroom doorheen stroomde. Moderne processors, en nog geavanceerdere grafische kaarten, verbruiken graag honderd keer zoveel - en zijn natuurlijk onevenredig veel krachtiger.

Toch bereiken de circuits ook hun grenzen wat betreft stroomverbruik. En sinds enige tijd wordt er onderzoek gedaan naar zogenaamde 2D magnetische materialen, die het principe van de transistor volgen, maar verder heel anders functioneren.

De bit blijft dus hetzelfde, alleen de manier om er te komen, de "0" of de "1", wordt verondersteld te veranderen. Helaas hebben dergelijke materialen, net als supergeleiders, tot nu toe alleen bij extreem lage temperaturen gewerkt.

Super onpraktisch, het heeft gewoon kamertemperatuur nodig, misschien zelfs iets daarboven. Een team van het MIT is er nu in geslaagd om precies deze stap te zetten. Door gebruik te maken van twee lagen "2D van der Waals magneten" waren ze in staat om een schakeling te construeren die betrouwbaar bij normale temperatuur ingesteld kon worden.

Met een legering van ijzer, gallium en tellurium en een tweede legering van wolfraam en tellurium bovenop, zijn er veel zeldzame elementen bij betrokken. Voor het eerst is echter aangetoond dat het technisch mogelijk is om geïntegreerde schakelingen volledig zonder transistors - maar met 2D-magneten - te bouwen.

Bovendien kan de schakeling op microscopische grootte gebouwd worden, zodat de dichtheid van transistors misschien ooit bereikt kan worden. Commerciële productie moet echter eerst getest worden.

Hoe dan ook, het extreem lage stroomverbruik zal waarschijnlijk nog doorslaggevender zijn. Volgens de auteurs van de wetenschappelijke studie is er slechts iets minder dan 1% van de elektriciteit nodig in vergelijking met de huidige technologie. Dit zou niet alleen de efficiëntie enorm verhogen, maar ook de koelingsproblemen oplossen - net als bij de goede oude 386.