Co to jest półprzewodnik magnetyczny?
Magnetyczny półprzewodnik jest rodzajem substancji, która jest zarówno półprzewodowa, jak i ferro-maragnetyczna. Magnetyczne materiały półprzewodnikowe wytwarzają siły przyciągania podobne do normalnego magnesu. Większość ferromagnetów, takich jak żelazo, jest bardzo przewodząca elektrycznie; Jednak półprzewodnik magnetyczny nie jest ani całkowicie przewodzący, ani czysto odporny. Ta unikalna kombinacja atrybutów przewodzących i magnetycznych sprawia, że materiał jest przydatny w nowszych typach komputerów.
Badanie półprzewodników magnetycznych rozpoczęło się w latach 70. i 80. XX wieku. W tym okresie naukowcy zaobserwowali kilka nieznanych zachowań elektrycznych w metalach i półprzewodnikach. Obserwacje magnetycznego zjawiska półprzewodników doprowadziły do teorii „spintronics”. Ta powstająca dziedzina informatyki umożliwia kontrolowanie zarówno ładunku, jak i kierunku spinowego elektronu. Podczas gdy tradycyjny półprzewodnik, taki jak tranzystor, może kontrolować tylko ładunki elektryczne, półprzewodnik magnetyczny zapewnia więcej precyzyjnychE manipulacja stanem elektronu. Komputery
zwykle wykorzystują półprzewodniki i elektromagnety do oddzielnych funkcji. Do przetwarzania i obliczeń stosuje się materiały półprzewodowe, takie jak układy krzemowe. Materiały elektromagnetyczne są często używane do przechowywania danych, na przykład na dyskach dysku twardego. Jednak przesyłanie danych z procesora półprzewodnikowego do magazynu magnetycznego nie jest jednak natychmiastowe. To czasochłonne przesyłanie danych jest powszechnie widoczne, gdy komputer jest „uruchamiany”, a system operacyjny jest ładowany.
Za pomocą spintronics półprzewodnik magnetyczny wyeliminowałby ten bufor i znacznie zwiększyłaby prędkość komputerów. Ten rodzaj materiału łączy funkcje magazynowania magnetycznego i półprzewodnikowego przetwarzania oraz umożliwia manipulowanie informacjami i przechowywanie na tym samym układie. Magnetyczny komputer półprzewodników można natychmiast uruchomić, ponieważ nie ma potrzebyŁadowanie danych z oddzielnego urządzenia pamięci masowej.
Temperatura jest jednym z głównych wyzwań w budowaniu magnetycznych urządzeń półprzewodników. Materiały zwykle wykazują zachowania magnetyczne i półprzewodnikowe w bardzo niskich temperaturach; Jest to znaczący problem, ponieważ komputery muszą być w stanie działać w temperaturach pokoju, aby były praktyczne. Wielu naukowców eksperymentuje z kombinacją różnych substancji, aby stworzyć materiał ferro-magnetyczny i półprzewodnikowy w temperaturach nominalnych.
Te materiały mają inne możliwe aplikacje oprócz urządzeń komputerowych. Półprzewodniki magnetyczne mogą być przydatne w tworzeniu bardzo dokładnych czujników. Nowe czujniki mogą być w stanie wykrywać i przechowywać ważne informacje na jednej jednostce. Opracowanie tej technologii można również wykorzystać do potężnych i precyzyjnych laserów, które mogą być przydatne w dziedzinie medycyny.