Was ist ein magnetischer Halbleiter?
Ein magnetischer Halbleiter ist eine Art von Substanz, die sowohl semi-leitend als auch ferro-magnetisch ist. Magnetische halbleitende Materialien erzeugen Anziehungskräfte, die denen eines normalen Magneten ähneln. Die meisten Ferromagnets wie Eisen sind sehr elektrisch leitfähig; Ein magnetischer Halbleiter ist jedoch weder vollständig leitend noch rein resistent. Diese einzigartige Kombination aus leitfähigen und magnetischen Attributen macht das Material in neueren Computertypen nützlich.
Die Untersuchung magnetischer Halbleiter begann in den 1970er und 1980er Jahren. In diesem Zeitraum beobachteten Wissenschaftler mehrere unbekannte elektrische Verhaltensweisen bei Metall und Halbleitern. Die Beobachtungen des Magnethemiconductor -Phänomens führten zur Theorie der "Spintronik". In diesem aufstrebenden Bereich der Informatik kann sowohl die Ladung als auch die Spinrichtung eines Elektrons gesteuert werden. Während ein traditioneller Halbleiter wie ein Transistor nur elektrische Ladungen steuern kann, liefert ein magnetischer Halbleiter präzisererE Manipulation des Staates eines Elektrons.
Computer verwenden in der Regel Halbleiter und Elektromagnette für separate Funktionen. Semi-leitendes Material wie Siliziumchips werden zur Verarbeitung und Berechnungen verwendet. Elektromagnetische Materialien werden häufig für die Datenspeicherung verwendet, z. B. auf den Festplatten einer Festplatte. Das Übertragen von Daten aus dem Halbleiterprozessor in die Magnetspeicherung ist jedoch nicht sofort. Dieser zeitaufwändige Datenübertragung wird üblicherweise ersichtlich, wenn ein Computer "aufgeschaltet" und das Betriebssystem geladen wird.
Mit Spintronics würde ein magnetischer Halbleiter diesen Puffer beseitigen und die Geschwindigkeit der Computer drastisch erhöhen. Diese Art von Material kombiniert die Funktionen der magnetischen Speicherung und der halb leitenden Verarbeitung und ermöglicht es, Informationen auf demselben Chip zu manipulieren und zu speichern. Ein magnetischer Halbleitercomputer kann sofort gebootet werden, da es keine Notwendigkeit gibtDaten aus einem separaten Speichergerät laden.
Temperatur ist eine der wichtigsten Herausforderungen beim Aufbau magnetischer Halbleitergeräte. Materialien zeigen typischerweise sowohl magnetische als auch halb leitende Verhaltensweisen bei sehr niedrigen Temperaturen; Dies ist ein erhebliches Problem, da Computer in der Lage sein müssen, bei Raumtemperaturen praktisch zu sein. Viele Wissenschaftler experimentieren mit der Kombination verschiedener Substanzen, um ein Material zu erzeugen, das bei nominalen Temperaturen ferro-magnetisch und halbkonditioniert ist.
Diese Materialien haben zusätzlich zu Computergeräten andere mögliche Anwendungen. Magnetische Halbleiter können nützlich sein, um sehr genaue Sensoren zu erstellen. Neue Sensoren können möglicherweise wichtige Informationen zu einer einzigen Einheit erkennen und speichern. Die Entwicklung dieser Technologie kann auch für leistungsstarke und präzise Laser verwendet werden, was im Bereich der Medizin nützlich sein kann.