Europeiska innovationsrådets forskningsprojekt AMSwitch har tilldelats 30 miljoner kronor i finansiering för att undersöka hur en ny spinnfrihetsgrad i nya magnetiska tillstånd kan ersätta elektrisk laddning som informationsbärare i elektroniska komponenter. Målet är att möjliggöra snabbare, säkrare och extremt energieffektiv databehandling – och därmed erbjuda en möjlig väg bortom begränsningarna hos dagens minnen och transistorer.
Europeiska innovationsrådet (EIC) presenterade nyligen resultaten från utlysningen EIC Pathfinder Open 2025, där nästan 1,5 miljarder SEK tilldelas forskningsprojekt med potential att omvandla visionära idéer till innovationer på framtidens marknader.
Utlysningen 2025 väckte rekordstort intresse i forskarsamhället, med ansökningar från 71 länder. Av totalt 2087 ansökningar valdes 44 projekt ut för finansiering – en framgångsgrad på endast 2%. Varje projekt får nu ungefär 30 miljoner SEK var för att utforska banbrytande idéer inom kvantteknologier, avancerade material, hälsa, energi och artificiell intelligens. På listan återfinns två forskningsprojekt från svenska universitet – däribland projektet AMSwitch som koordineras vid institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap på Chalmers. Med bidraget på ca 30 miljoner SEK ska forskargruppen utforska ett helt nytt sätt att lagra och behandla information på i elektroniska komponenter, nämligen med hjälp av ett nytt magnetiskt tillstånd kallat altermagneter.
– Att vi har fått detta eftertraktade bidrag från Europeiska innovationsrådet (EIC) för att samordna AMSwitch är en viktig milstolpe – både för vårt konsortium och för forskningsfältet spinntronik och kvantvetenskap och kvantteknologier. Nu vill vi visa att vår djärva vetenskapliga vision håller: att symmetristyrda altermagnetiska fenomen i grunden kan förändra hur vi beräknar och bygger framtidens datorer, säger Saroj Dash, professor i kvantkomponentfysik på Chalmers och koordinator av projektet
Använder ny altermagnetism för att ta fram snabb, energisnål elektronik
Altermagneter är en nyligen upptäckt klass av kvantmaterial som på ett oväntat sätt kombinerar egenskaper hos ferromagneter och antiferromagneter. De har ingen nettomagnetisering, men deras elektroniska band är spinnuppdelade och kan ge upphov till stora tvärgående Hall-signaler utan externa magnetfält. Denna dolda magnetiska ordning kan styras elektriskt och användas för att koda information i den magnetiska Néel-vektorn, vilket erbjuder en väg mot ultrasnabba, ultralågeffekts- och i grunden säkra elektroniska och spinntroniska komponenter.
I traditionell elektronik används elektriska laddningar för att representera information. Men i takt med att transistorer blir allt mindre, sätter tillvägagångssättet begränsningar för elektronikens energieffektivitet och hastighet. Dessutom går en del av energin förlorad som värme – ett växande problem i exempelvis smarta telefoner och datacenter.
– I AMSwitch utforskar vi en helt ny väg för elektronik, där information representeras med magnetism i stället för elektrisk laddning. Målet är att ta fram extremt energisnåla komponenter som dessutom kan behålla information utan ström, säger Saroj.
I traditionell elektronik finns det gränser för hur lite energi en transistor kan använda. Ett sätt att komma förbi problemet är att använda en annan ”tillståndsvariabel” än laddning – som till exempel ett magnetiskt tillstånd. Mer specifikt använder sig forskarna inom AMSwitch-projektet av en ny spännande materialklass som kallas altermagneter.
– Vi vill utforska något som kan omdefiniera själva gränserna för vad nya altermagnetiska kvantmaterial och deras ovanliga elektroniska tillstånd kan möjliggöra. Vi bygger inte bara minnes- eller logikkomponenter – vi lägger grunden för ett nytt paradigm för säker, icke-flyktig och extremt energisnål databehandling, baserad på nya magnetiska tillstånd som har sitt ursprung i kvantfysikens principer. Oavsett om vi når hela vägen till fullt fungerande komponenter eller framför allt öppnar för grundläggande insikter om altermagnetism som i sin tur förändrar forskningsfältet, säger Saroj.
Lagrar information i en intern altermagnetisk ”riktning”
I forskarnas lösning används den magnetiska riktningen i material för att lagra information. Informationen kodas enligt den så kallade Néel-vektorn, som beskriver hur de magnetiska momenten är ordnade inuti materialet. På så vis kan tillståndet läsas av elektriskt genom en mätbar signal – det anomalia Hallflödet (anomalous Hall current) – utan att man behöver använda yttre magnetfält.
– Genom att koppla informationen till Néel-vektorn kan vi både lagra och läsa av den elektriskt, utan externa magnetfält. En stor fördel med det här konceptet är att man kan undvika vissa energikrävande steg som förekommer i andra spinntroniska lösningar, vilket gör komponenterna enklare, mer robusta och potentiellt mer energieffektiva, förklarar Saroj.
Samlar ledande experter
AMSwitch-konsortiet samlar ett unikt tvärvetenskapligt team av ledande europeiska experter inom kvantmaterial, magnetism, komponentutveckling och avancerad materialkarakterisering.
– Att få leda det här enastående tvärvetenskapliga europeiska teamet på resan från upptäckten av nya altermagnetiska kvantmaterial till fungerande logikkomponenter – och vidare därifrån – är både ett stort ansvar och ett extraordinärt privilegium. Jag är djupt hedrad och ser fram emot att driva det här nya forskningsfältet vidare till nästa nivå, både när det gäller förståelse och tillämpningar inom spinn- och kvantteknologier, säger Saroj Dash.
Läs mer om EIC Pathfinder Open 2025: Over €140 million awarded under EIC Pathfinder 2025 to turn visionary science into breakthrough innovation - European Innovation Council
Projektets partners är:
1. Chalmers tekniska högskola, Sverige (CHALMERS), koordinator.
2. National Center for Scientific Research Demokritos, Grekland
3. Fundació Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia, Spanien
4. Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung, Tyskland
5. ALBA-CELLS, Spanien
6. QZABRE AG, Schweitz
- Professor (N2), Kvantkomponentfysik, Mikroteknologi och nanovetenskap