Điện tử spin điện tử nam châm dựa trên silicon | nhà khoa học mới | H-care.vn

Newscientist 0 lượt xem
Điện tử spin điện tử nam châm dựa trên silicon |  nhà khoa học mới

 | H-care.vn

Một họ chất bán dẫn dựa trên silicon thể hiện các đặc tính từ tính đã được phát hiện, mở đường cho chip máy tính “spintronic” tương thích với công nghệ sản xuất silicon hiện có.

Điện tử học spin là một lĩnh vực mới nổi khai thác thực tế là dòng điện chạy qua bóng bán dẫn làm bằng một số vật liệu nhất định có thể lưu trữ dữ liệu không chỉ dưới dạng điện tích mà còn dưới dạng mômen từ.

Ngày nay, chip máy tính lưu trữ bit dưới dạng dòng điện bật hoặc tắt. Nhưng các nhà khoa học hy vọng rằng trong tương lai dòng điện trong bóng bán dẫn cũng có thể được phân cực từ tính thành “lên” hoặc “xuống”, cho phép lưu trữ nhiều thông tin hơn trong cùng một không gian.

Những con chip này sẽ cần ít năng lượng hơn, vì việc chuyển đổi dòng điện từ bật sang tắt có thể được kích hoạt bằng sự thay đổi từ hóa công suất thấp, thay vì cản trở dòng điện bằng cách sử dụng điện áp, đó là cách thức hoạt động của công nghệ hiện tại.

Các vật liệu bị từ hóa cũng giữ nguyên vòng quay của chúng ngay cả khi tắt nguồn, vì vậy các chip từ tính dựa trên silicon có thể là cơ sở cho các bộ vi xử lý có bộ nhớ cố định. Chúng sẽ không khởi động từ ổ cứng nhưng sẽ cung cấp quyền truy cập ngay vào hệ điều hành khi được bật. Steve Pearton, một nhà khoa học vật liệu tại Đại học Florida ở Gainesville, cho biết: “Bật máy tính cũng giống như bật tivi.

cấu trúc ngắt quãng

Các bóng bán dẫn spintronic cho đến nay vẫn chưa được sử dụng để chế tạo chip máy tính vì chúng được làm bằng chất bán dẫn dựa trên gali hoặc indi, không phải silicon. Chúng không tương thích với các phương pháp sản xuất chip hiện tại. Bản thân silicon không có từ tính, và những nỗ lực cho đến nay để pha tạp chất này với các kim loại có từ tính đã làm thay đổi cấu trúc tinh thể của nó, làm giảm đáng kể khả năng dẫn điện của nó.

Tuy nhiên, một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã báo cáo vào Chủ nhật rằng hỗn hợp silicon và sắt pha tạp coban thể hiện các tính chất từ ​​tính cần thiết mà không làm thay đổi cấu trúc tinh thể.

Bí quyết là tìm ra hai kim loại khác nhau có thể kết hợp với silicon để tạo thành các tinh thể có hình dạng và kích thước giống nhau, trong khi vẫn giữ được cấu trúc đồng nhất xuyên suốt.

Pearton nói: “Để spintronics trở nên hữu ích, bạn phải tìm ra thứ gì đó thực sự tương thích với công nghệ silicon. “Intel có một sản phẩm nổi bật, họ sẽ không chấp nhận những thứ mới lạ. Họ muốn một cái gì đó mà họ đã sử dụng khá nhiều.”

vấn đề nhiệt độ

Tuy nhiên, một vấn đề vẫn còn tồn tại là nhiệt độ. Chất diệt silic sắt pha tạp coban mà các nhà nghiên cứu sản xuất chỉ thể hiện từ tính dưới -220°C. Trên nhiệt độ này, các miền từ tính của vật liệu phản ứng với những dao động nhiệt độ nhỏ hơn là spin vốn có của các electron của nó, do đó làm mất đi từ tính của nó.

See also  Điều 13: Hướng dẫn về quy tắc bản quyền mới của EU và lệnh cấm meme | H-care.vn

Nhưng để được sử dụng trong một con chip máy tính vốn bị nóng lên do lượng lớn dòng điện chạy qua nó, các bóng bán dẫn spintronic sẽ phải có từ tính tốt trên 50°C.

Nhiệm vụ tiếp theo của các nhà khoa học là điều tra nhiệt độ mà tại đó các vật liệu khác trong cùng họ mất đi tính chất từ ​​tính, với hy vọng tìm thấy nam châm silic nhiệt độ cao.

“Chúng tôi không nhảy cẫng lên nói rằng chúng tôi đã giải quyết được vấn đề. Đây là bằng chứng về nguyên tắc,” John DiTusa, từ Đại học Bang Louisiana ở Baton Rouge và là một trong những thành viên của nhóm nghiên cứu, giải thích. Anh ấy hy vọng sẽ thấy chip máy tính spintronic trong 10 năm tới.

Tạp chí tham khảo: vật liệu từ thiên nhiên (DOI:10.1038/nmat1103)

Bài viết liên quan

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Protected with IP Blacklist CloudIP Blacklist Cloud