جنرال لواء

ستؤدي الاكتشافات الجديدة إلى إلكترونيات سبينترونكس أرخص وأكثر كفاءة


تحدث المهندسون في جامعة كاليفورنيا ، ريفرسايد ، عن التطورات الجديدة في الأجهزة الإلكترونية التي يُعتقد أنها تؤدي إلى تقنية جديدة للحوسبة وتخزين البيانات.

قاد الباحثين سانديب كومار ، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية. طور المهندسون طرقًا لاكتشاف الإشارات من مكونات إلكترونية مصنوعة من معادن منخفضة التكلفة والسيليكون.

سيساعد هذا في التغلب على عائق رئيسي أمام التطبيق الواسع للإلكترونيات السينية. في الماضي ، كانت هذه الأجهزة تعتمد على هياكل معقدة تستخدم معادن نادرة ومكلفة مثل البلاتين.

تعد أجهزة Spintronic بحل المشكلات الرئيسية في أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية اليوم. تستخدم أجهزة الكمبيوتر عمومًا كميات هائلة من الكهرباء وتولد حرارة تتطلب إنفاق المزيد من الطاقة للتبريد. على النقيض من ذلك ، تولد الأجهزة spintronic كميات صغيرة من الحرارة وتستخدم كميات ضئيلة نسبيًا من الكهرباء.

لن تتطلب أجهزة الكمبيوتر Spintronic أيضًا طاقة للحفاظ على البيانات في الذاكرة. سيبدأون أيضًا على الفور ولديهم القدرة على أن يكونوا أقوى بكثير من أجهزة الكمبيوتر الحالية.

تعتمد التكنولوجيا على خاصية تسمى "الدوران"

بينما تعتمد الإلكترونيات على شحنة الإلكترونات لتوليد الأرقام الثنائية أو الأصفار لبيانات الكمبيوتر ، فإن الإلكترونيات السينية تعتمد على خاصية الإلكترونات التي تسمى السبين. تسجل المواد Spintronic البيانات الثنائية من خلال اتجاه الدوران لأعلى أو لأسفل للإلكترونات ، مثل شمال وجنوب قضيب المغناطيس ، في المواد.

يمكن أن يكون العائق الرئيسي أمام تطوير أجهزة spintronics هو توليد واكتشاف إشارات الدوران الكهربائية المتناهية الصغر في المواد spintronic.

استخدام مواد غير مكلفة ووفرة

تحدث كومار وزملاؤه عن تقنية اكتشاف التيارات الدورانية في شطيرة بسيطة من طبقتين من السيليكون وسبائك من النيكل والحديد تسمى بيرمالو ، في ورقة بحثية نُشرت في عدد يناير من المجلة العلمية أبلايد فيزيكس ليترز.

جميع المكونات رخيصة ومتوفرة ويمكن أن توفر الأساس لأجهزة spintronic التجارية. كما أنها تعمل في درجة حرارة الغرفة. أظهر الباحثون أيضًا أنه يمكنهم إنشاء خاصية رئيسية لمواد spintronics ، تسمى antiferromagnetism ، في السيليكون ، في ورقتين علميتين أخريين.

قال الباحثون إن هذا يفتح طريقًا مهمًا للإلكترونيات السفلية التجارية لأن السيليكون غير مكلف ويمكن إنتاجه باستخدام تقنية ناضجة. أفاد كومار وفريقه عن اكتشافهم لمغناطيسية مغناطيسية مضادة في نوعي السيليكون المستخدم في الترانزستورات والمكونات الإلكترونية الأخرى في الورقتين.

تُعرَّف المغناطيسية الحديدية بأنها خاصية المواد المغناطيسية حيث يتم محاذاة الأقطاب المغناطيسية للذرات في نفس الاتجاه. من ناحية أخرى ، فإن المغناطيسية الحديدية المضادة هي خاصية يتم فيها توجيه الذرات المجاورة مغناطيسيًا في اتجاهات متعاكسة. تنتج هذه اللحظات المغناطيسية المزعومة عن دوران الإلكترونات في الذرات ، وهي أولية لتطبيق المواد في الإلكترونيات السينية.

يتيح الجمع بين هذين النوعين تحويل التيار في أجهزة مثل الترانزستورات المستخدمة في ذاكرة الكمبيوتر والإلكترونيات الأخرى. في مزيد من الدراسات ، يعمل كومار وزملاؤه على تطوير تقنية لتشغيل وإيقاف التيارات الدورانية في المواد ، بهدف نهائي هو إنشاء ترانزستور سبين. كما أنهم يعملون على إنتاج شرائح سبنترونيك أكبر ذات جهد أعلى.

ويتوقعون أن عملهم يمكن أن ينتج عنه أجهزة إرسال وأجهزة استشعار منخفضة الطاقة للغاية ، بالإضافة إلى تخزين البيانات الموفر للطاقة وذاكرة الكمبيوتر.


شاهد الفيديو: أحدث الإكتشافات العلمية في الاسبوع. 15 حتى 22 مارس 2020 (شهر اكتوبر 2021).