磁性半導体とは？

磁性半導体は、半導体と強磁性の両方の物質の一種です。 磁気半導体材料は、通常の磁石と同様の引力を生成します。 鉄などのほとんどの強磁性体は非常に導電性があります。 ただし、磁性半導体は完全に導電性ではなく、純粋な耐性もありません。 導電性と磁気特性のこのユニークな組み合わせにより、この素材は新しいタイプのコンピューターで役立ちます。

磁性半導体の研究は、1970年代と1980年代に始まりました。 この期間中、科学者は金属と半導体のいくつかの未知の電気的挙動を観察しました。 磁気半導体現象の観察は、「スピントロニクス」の理論につながりました。 このコンピューターサイエンスの新しい分野では、電子の電荷とスピンの両方の方向を制御できます。 トランジスタなどの従来の半導体は電荷のみを制御できますが、磁性半導体は電子の状態をより正確に操作できます。

コンピューターは通常、個別の機能に半導体と電磁石を使用します。 シリコンチップなどの半導体材料は、処理および計算に使用されます。 磁気材料は、ハードドライブのディスクなどのデータストレージによく使用されます。 ただし、半導体プロセッサから磁気ストレージへのデータの転送は瞬時ではありません。 この時間のかかるデータ転送は、コンピューターが「起動」され、オペレーティングシステムがロードされるときによく見られます。

スピントロニクスを使用すると、磁気半導体はこのバッファーを排除し、コンピューターの速度を劇的に向上させます。 このタイプの材料は、磁気ストレージと半導体処理の機能を組み合わせており、同じチップ上で情報を操作および格納できます。 別のストレージデバイスからデータをロードする必要がないため、磁気半導体コンピューターを即座に起動できます。

温度は、磁気半導体デバイスの構築における主要な課題の1つです。 材料は通常、非常に低い温度で磁性と半導体の両方の挙動を示します。 コンピュータは実用的であるために室温で動作できる必要があるため、これは重大な問題です。 多くの科学者は、公称温度で強磁性で半導電性の材料を作成するために、異なる物質の組み合わせを実験しています。

これらの材料には、コンピューターデバイスに加えて他の可能な用途があります。 磁気半導体は、非常に正確なセンサーを作成するのに役立ちます。 新しいセンサーは、単一のユニットで重要な情報を検出して保存できる可能性があります。 この技術の開発は、強力で正確なレーザーにも使用でき、医学の分野で役立つ可能性があります。