Cos'è un semiconduttore magnetico?
Un semiconduttore magnetico è un tipo di sostanza che è sia semi-conduttiva che ferro-magnetica. I materiali a semiconduttore magnetico producono forze di attrazione simili a quelle di un magnete normale. La maggior parte dei ferromagneti come il ferro sono molto conduttivi elettricamente; Tuttavia, un semiconduttore magnetico non è né completamente conduttivo né puramente resistente. Questa combinazione unica di attributi conduttivi e magnetici rende il materiale utile nei nuovi tipi di computer.
Lo studio dei semiconduttori magnetici iniziò negli anni '70 e '80. Durante questo periodo, gli scienziati hanno osservato diversi comportamenti elettrici sconosciuti in metallo e semiconduttori. Le osservazioni del fenomeno a semiconduttore magnetico hanno portato alla teoria dello "spintronics". Questo campo emergente di informatica consente di controllare sia la direzione e la direzione di spin di un elettrone. Mentre un semiconduttore tradizionale, come un transistor, può controllare solo cariche elettriche, un semiconduttore magnetico fornisce più precisE manipolazione dello stato di un elettrone.
I computer in genere usano semiconduttori ed elettromagneti per funzioni separate. Il materiale semiconduttivo come i chip di silicio viene utilizzato per la lavorazione e i calcoli. I materiali elettromagnetici vengono spesso utilizzati per l'archiviazione dei dati, ad esempio sui dischi di un disco rigido. Il trasferimento di dati dal processore di semiconduttore all'archiviazione magnetica non è tuttavia istantaneo. Questo trasferimento di dati che richiede tempo è comunemente visto quando un computer viene "avviato" e il sistema operativo viene caricato.
Usando spintronics, un semiconduttore magnetico eliminerebbe questo tampone e aumenterebbe drasticamente la velocità dei computer. Questo tipo di materiale combina le funzioni di conservazione magnetica e elaborazione semi-conduttiva e consente di manipolare e conservare le informazioni sullo stesso chip. Un computer a semiconduttore magnetico può essere avviato all'istante, poiché non è necessarioPer caricare i dati da un dispositivo di archiviazione separato.
La temperatura è una delle sfide principali nella costruzione di dispositivi a semiconduttore magnetico. I materiali in genere mostrano comportamenti magnetici e semiconduttivi a temperature molto basse; Questo è un problema significativo, poiché i computer devono essere in grado di operare a temperature ambiente per essere pratici. Molti scienziati stanno sperimentando la combinazione di diverse sostanze, al fine di creare un materiale che è ferro-magnetico e semiconduttivo a temperature nominali.
Questi materiali hanno altre possibili applicazioni oltre ai dispositivi del computer. I semiconduttori magnetici possono essere utili per creare sensori molto accurati. Nuovi sensori possono essere in grado di rilevare e archiviare informazioni importanti su una singola unità. Lo sviluppo di questa tecnologia può essere utilizzato anche per laser potenti e precisi, che possono essere utili nel campo della medicina.