|
یک گروه تحقیقاتی در مؤسسه‌ی فناوری نانوکاتالا(ICN) موفق به ساخت دستگاهی
شده‌اند که بدون جریان الکتریسیته می‌تواند موجب حرکت اسپین الکترون شود. این پروژه
گامی به‌سوی توسعه‌ی کامپیوترهای اسپینی در آینده خواهد بود.
اسپینترونیک شاخه‌ای از علم الکترونیک است که در آن به جای استفاده از بار، اسپین
الکترون برای انتقال و ذخیره‌سازی به‌کار گرفته می‌شود. اسپین به دو شکل بالا و
پایین بوده و می‌تواند موجب ذخیره‌سازی و آنالیز اطلاعات بیشتری نسبت به سیستم‌های
فعلی شود. کامپیوترهای اسپینی در حالی که انرژی کمتری مصرف و گرمای کمتری نیز تولید
می‌کنند، قادرند اطلاعات بیشتری را پردازش نمایند.
پیشرفت‌های بخش اسپینترونیک توانسته محصولات تجاری را تحت تأثیر قرار دهد؛ به‌طوری
که ظرفیت هارددیسک‌های مغناطیسی به شکل چشمگیری افزایش یافته‌است. با این حال این
ادوات که دارای چندلایه‌های فرومغناطیسی برای فیلتر کردن اسپین‌ها هستند، به جریان
الکتریسیته نیاز دارند. بنابراین برای بهره‌برداری کامل از اسپینترونیک باید
تحقیقات بیشتری در این حوزه صورت گیرد.
چالش اصلی در این مسیر این است که چگونه می‌توان بدون نیاز به تولید خود‌به‌خودی
جریان الکتریسیته و در نتیجه هدر رفتن انرژی، اسپین‌ها را تولید و کنترل کرد. با
این کار نه تنها ذخیره‌ی اطلاعات بلکه محاسبات نیز مستقیماً از طریق حالت‌های اسپین
انجام می‌شود.
این گروه موفق شده‌است تا چیزی شبیه به یک آچار کنترل‌کننده را برای حرکت اپسینی
طراحی کند. چنین آچاری، در حضور یک سیگنال نوسان‌دهنده، موجب حرکت اسپین در یک جهت
می‌شود. نکته‌ی مهم اینجاست که منشأ این سیگنال می‌تواند آن دسته از جریان‌های
نوسانی باشد که از نویز‌های محیطی سرچشمه می‌گیرد؛ بنابراین دستگاه‌های آینده که
مبتنی بر این فناوری هستند، می‌توانند با گرفتن انرژی از محیط کار کنند.
بهره‌ی این آچار می‌تواند بسیار بالا باشد. نتایج منتشرشده نشان می‌دهد که
پلاریزاسیون الکترون، بهره‌ای ۵۰ درصدی دارد؛ اما با بهبود در سیستم می‌توان آن را
به رقمی بالاتر از ۹۰ درصد رساند.
این آچار اسپینی از یک ترانزیستور الکترونی ایجاد شده که قادر است اسپین الکترونی
یک الکترون را تشخیص دهد. از این آچار اسپینی می‌توان در یک دیود استفاده کرد و
امکان کارکرد دیود را در سطح یک اتم فراهم ساخت.
بزرگ‌ترین اشکال این دستگاه نیاز آن به دمای بسیار پایین برتی کار کردن است. این
گروه همینک به بررسی افزایش بهره‌ی آچار اسپینی و تست دستورالعمل‌های مختلف به‌کارگیری
این آچار برای کارکرد در دما اتاق هستند.
نتایج این تحقیق در شماره‌ی ماه دسامبر نشریه‌ی Science چاپ شده‌است.
|
