Hva er en magnetisk halvleder?
En magnetisk halvleder er en type stoff som er både halvledende og feromagnetisk. Magnetiske halvledende materialer produserer tiltrekningskrefter som ligner på en vanlig magnet. De fleste ferromagneter som jern er veldig elektrisk ledende; Imidlertid er en magnetisk halvleder hverken fullstendig ledende eller rent motstandsdyktig. Denne unike kombinasjonen av ledende og magnetiske attributter gjør materialet nyttig i nyere datamaskiner.
Studien av magnetiske halvledere begynte på 1970- og 1980-tallet. I løpet av denne perioden observerte forskere flere ukjente elektriske oppførsler i metall og halvledere. Observasjoner av det magnetiske halvlederfenomenet førte til teorien om "spintronics." Dette nye informasjonsfeltet gjør det mulig å kontrollere ladnings- og spinnretningen til et elektron. Mens en tradisjonell halvleder, for eksempel en transistor, kun kan kontrollere elektriske ladninger, gir en magnetisk halvleder en mer presis manipulering av en elektronstilstand.
Datamaskiner bruker vanligvis halvledere og elektromagneter for separate funksjoner. Halvledende materiale som silisiumflis brukes til prosessering og beregning. Elektromagnetiske materialer brukes ofte til datalagring, for eksempel på diskene på en harddisk. Å overføre data fra halvlederprosessoren til magnetisk lagring er imidlertid ikke øyeblikkelig. Denne tidkrevende dataoverføringen blir ofte sett når en datamaskin er "oppstartet" og operativsystemet er lastet inn.
Ved bruk av spintronics ville en magnetisk halvleder eliminere denne bufferen og dramatisk øke hastigheten på datamaskiner. Denne typen materiale kombinerer funksjonene til magnetisk lagring og halvledende prosessering, og lar informasjon manipuleres og lagres på samme brikke. En magnetisk halvledermaskin kan startes opp umiddelbart, siden det ikke er behov for å laste inn data fra en separat lagringsenhet.
Temperatur er en av de viktigste utfordringene i å bygge magnetiske halvlederenheter. Materialer viser typisk både magnetisk og halvledende atferd ved veldig lave temperaturer; Dette er et betydelig problem, siden datamaskiner må kunne fungere ved romtemperatur for å være praktiske. Mange forskere eksperimenterer med kombinasjonen av forskjellige stoffer for å lage et materiale som er ferromagnetisk og halvledende ved nominelle temperaturer.
Disse materialene har andre mulige applikasjoner i tillegg til dataenheter. Magnetiske halvledere kan være nyttige i å lage veldig nøyaktige sensorer. Nye sensorer kan være i stand til både å oppdage og lagre viktig informasjon på en enkelt enhet. Utviklingen av denne teknologien kan også brukes til kraftige og presise lasere, som kan være nyttige innen medisin.