Qu'est-ce qu'un semi-conducteur magnétique?
Un semi-conducteur magnétique est un type de substance semi-conductrice et ferro-magnétique. Les matériaux semi-conducteurs magnétiques produisent des forces d'attraction similaires à celles d'un aimant normal. La plupart des ferromagnétiques tels que le fer sont très conducteurs; Cependant, un semi-conducteur magnétique n'est ni complètement conducteur ni purement résistant. Cette combinaison unique d'attributs conducteurs et magnétiques rend le matériau utile dans les nouveaux types d'ordinateurs.
L’étude des semi-conducteurs magnétiques a commencé dans les années 1970 et 1980. Pendant cette période, les scientifiques ont observé plusieurs comportements électriques inconnus dans les métaux et les semi-conducteurs. Les observations du phénomène des semi-conducteurs magnétiques ont conduit à la théorie de la "spintronique". Ce nouveau domaine de l’informatique permet de contrôler à la fois la charge et la direction de spin d’un électron. Alors qu'un semi-conducteur traditionnel, tel qu'un transistor, ne peut contrôler que des charges électriques, un semi-conducteur magnétique permet une manipulation plus précise de l'état d'un électron.
Les ordinateurs utilisent généralement des semi-conducteurs et des électroaimants pour des fonctions séparées. Des matériaux semi-conducteurs tels que des puces de silicium sont utilisés pour le traitement et les calculs. Les matériaux électromagnétiques sont souvent utilisés pour le stockage de données, par exemple sur les disques d’un disque dur. Le transfert de données du processeur semi-conducteur à la mémoire magnétique n’est cependant pas instantané. Ce transfert de données prenant beaucoup de temps est généralement constaté lorsqu'un ordinateur est «démarré» et que le système d'exploitation est chargé.
En utilisant la spintronique, un semi-conducteur magnétique éliminerait cette mémoire tampon et augmenterait considérablement la vitesse des ordinateurs. Ce type de matériau combine les fonctions de stockage magnétique et de traitement semi-conducteur, et permet de manipuler des informations et de les stocker sur une même puce. Un ordinateur à semi-conducteur magnétique peut être démarré instantanément, puisqu'il n'est pas nécessaire de charger des données à partir d'un périphérique de stockage séparé.
La température est l’un des principaux défis de la construction de dispositifs magnétiques à semi-conducteurs. Les matériaux présentent généralement des comportements à la fois magnétiques et semi-conducteurs à très basse température; c'est un problème important, car les ordinateurs doivent pouvoir fonctionner à température ambiante pour être pratiques. De nombreux scientifiques expérimentent la combinaison de différentes substances afin de créer un matériau ferromagnétique et semi-conducteur aux températures nominales.
Ces matériaux ont d’autres applications possibles en plus des dispositifs informatiques. Les semi-conducteurs magnétiques peuvent être utiles pour créer des capteurs très précis. De nouveaux capteurs peuvent à la fois détecter et stocker des informations importantes sur une seule unité. Le développement de cette technologie peut également être utilisé pour des lasers puissants et précis, qui peuvent être utiles dans le domaine de la médecine.