Hvad er en magnetisk halvleder?
En magnetisk halvleder er en type stof, der er både halvledende og ferromagnetisk. Magnetiske halvledende materialer producerer tiltrækningskræfter, der ligner den for en normal magnet. De fleste ferromagneter såsom jern er meget elektrisk ledende; Imidlertid er en magnetisk halvleder hverken fuldstændigt ledende eller rent modstandsdygtig. Denne unikke kombination af ledende og magnetiske egenskaber gør materialet nyttigt i nyere computertyper.
Undersøgelsen af magnetiske halvledere begyndte i 1970'erne og 1980'erne. I løbet af denne tidsperiode observerede forskere adskillige ukendte elektriske opførsler i metal og halvledere. Observationer af det magnetiske halvlederfænomen førte til teorien om "spintronics". Dette nye computervidenskabsfelt gør det muligt at kontrollere både et lades og drejningsretningen for et elektron. Mens en traditionel halvleder, såsom en transistor, kun kan kontrollere elektriske ladninger, giver en magnetisk halvleder en mere præcis manipulation af en elektronstilstand.
Computere bruger typisk halvledere og elektromagneter til separate funktioner. Halvledende materiale, såsom siliciumchips, bruges til behandling og beregning. Elektromagnetiske materialer bruges ofte til datalagring, f.eks. På en harddisks diske. Overførsel af data fra halvlederprocessoren til det magnetiske lager er imidlertid ikke øjeblikkelig. Denne tidskrævende dataoverførsel ses ofte, når en computer "startes op" og operativsystemet indlæses.
Ved hjælp af spintronics ville en magnetisk halvleder eliminere denne puffer og dramatisk øge computerens hastighed. Denne type materiale kombinerer funktionerne magnetisk lagring og halvledende behandling og tillader, at information manipuleres og lagres på den samme chip. En magnetisk halvledercomputer kan startes med det samme, da det ikke er nødvendigt at indlæse data fra en separat lagerenhed.
Temperatur er en af de primære udfordringer i opbygningen af magnetiske halvlederenheder. Materialer viser typisk både magnetisk og halvledende opførsel ved meget lave temperaturer; dette er et markant problem, da computere skal være i stand til at fungere ved stuetemperaturer for at være praktiske. Mange forskere eksperimenterer med kombinationen af forskellige stoffer for at skabe et materiale, der er ferromagnetisk og halvledende ved nominelle temperaturer.
Disse materialer har andre mulige applikationer ud over computerenheder. Magnetiske halvledere kan være nyttige til at skabe meget nøjagtige sensorer. Nye sensorer kan muligvis både registrere og gemme vigtig information på en enkelt enhed. Udviklingen af denne teknologi kan også bruges til kraftfulde og præcise lasere, som kan være nyttige inden for medicin.