O que é um semicondutor magnético?
Um semicondutor magnético é um tipo de substância semi-condutora e ferromagnética. Os materiais semicondutores magnéticos produzem forças de atração semelhantes às de um ímã normal. A maioria dos ferromagnetos, como o ferro, é muito eletricamente condutora; no entanto, um semicondutor magnético não é completamente condutor nem puramente resistente. Essa combinação exclusiva de atributos condutivos e magnéticos torna o material útil em tipos mais recentes de computadores.
O estudo dos semicondutores magnéticos começou nas décadas de 1970 e 1980. Durante esse período, os cientistas observaram vários comportamentos elétricos desconhecidos em metais e semicondutores. Observações do fenômeno dos semicondutores magnéticos levaram à teoria da "spintrônica". Esse campo emergente da ciência da computação permite controlar a direção da carga e da rotação de um elétron. Enquanto um semicondutor tradicional, como um transistor, pode controlar apenas cargas elétricas, um semicondutor magnético fornece manipulação mais precisa do estado de um elétron.
Os computadores normalmente usam semicondutores e eletroímãs para funções separadas. Materiais semicondutores, como chips de silício, são usados para processamento e cálculos. Os materiais eletromagnéticos são frequentemente usados para armazenamento de dados, como nos discos de um disco rígido. A transferência de dados do processador semicondutor para o armazenamento magnético, no entanto, não é instantânea. Essa transferência de dados demorada é geralmente vista quando um computador é "inicializado" e o sistema operacional é carregado.
Usando spintronics, um semicondutor magnético eliminaria esse buffer e aumentaria drasticamente a velocidade dos computadores. Esse tipo de material combina as funções de armazenamento magnético e processamento semicondutor e permite que as informações sejam manipuladas e armazenadas no mesmo chip. Um computador semicondutor magnético pode ser inicializado instantaneamente, pois não há necessidade de carregar dados de um dispositivo de armazenamento separado.
A temperatura é um dos principais desafios na construção de dispositivos semicondutores magnéticos. Os materiais normalmente exibem comportamentos magnéticos e semicondutores em temperaturas muito baixas; esse é um problema significativo, pois os computadores devem poder operar à temperatura ambiente para serem práticos. Muitos cientistas estão experimentando a combinação de diferentes substâncias, a fim de criar um material que é ferromagnético e semicondutor a temperaturas nominais.
Esses materiais têm outras aplicações possíveis, além dos dispositivos de computador. Os semicondutores magnéticos podem ser úteis na criação de sensores muito precisos. Novos sensores podem detectar e armazenar informações importantes em uma única unidade. O desenvolvimento dessa tecnologia também pode ser usado para lasers poderosos e precisos, que podem ser úteis no campo da medicina.