افزایش سرعت مدارهای الکترونی با استفاده از اسپینترونیک

پژوهشگران دانشگاه نورث وسترن موفق به ساخت مدارهای جدیدی شدند که می‌تواند
سرعت کامپیوترها را افزایش دهد. در این مدارات از اسپینترونیک استفاده شده
است.

کامپیوترهای امروزی از ترانزیستورهای نیمه‌هادی ساخته شده‌اند. برای افزایش
توان این کامپیوترها، ترانزیستورهای کوچک‌تر مورد نیاز است. قانون مور
می‌گوید تعداد ترانزیستورهای موجود در ادوات الکترونیکی هر دو سال، دو
برابر می‌شود. با کوچک شدن ترانزیستورها و رسیدن ابعاد آنها به مقیاس نانو،
تولید آنها دشوار می‌شود. یکی از این دشوارهای، گرمای تولید شده در مدارها
است. در میان ترانزیستورهای تولید شده، آنهایی که از نیمه‌هادی‌های اکسید
فلزی استفاده می‌شود، گرمای بیشتری تولید می‌کنند بنابراین محققان به‌دنبال
جایگزینی برای آن هستند.

محققان دانشگاه نورث وسترن برای این مشکل راه حلی یافته‌اند. آنها مدارهایی
مبتنی بر ادوات نیمه‌هادی مغناطیسی تولید کردند. این یافته موجب می‌شود تا
مدارهای منطقی یک میلیون برابر سریع‌تر از مدارها فعلی شوند. برخلاف
مدارهای منطقی رایج که از مجموعه‌ای از ترانزیستورها ساخته می‌شود و روی یک
نیمه‌هادی سوار است، این مدار جدید که به مدار منطقی اسپینی شهرت دارد، از
پدیده فیزیک کوانتومی بهره‌مند است.

بروس وسل و والتر مورفی از دانشگاه نورث وسترن می‌گویند آنچه ما ساخته‌ایم
یک قطعه است که می‌تواند به‌صورت مداری منطقی عمل کرده و با استفاده از آن
واحدهای کاربردی پیچیده تولید نمود. برای این کار ما از ادوات منطقی
اسپینترونیک استفاده کرده و ساختاری مشابه نیمه‌هادی‌ها اکسید فلزی تولید
کردیم. این ادوات عملکرد مشابه نیمه‌هادی‌های اکسید فلزی داشته با این
تفاوت که ابعاد کوچکتری داشته و قدرت محاسباتی بیشتری دارند.

مدارهای منطقی اسپینی با استفاده از ترانزیستورهای اسپینی دو قطبی مقاوم در
برابر مغناطیس تولید می‌شوند که اخیرا توسط این گروه تحقیقاتی پتنت شده
است. این گروه نتایج کار خود را در قالب مقاله‌ای تحت عنوان
Emitter-Coupled Spin-Transistor Logic در سمپوزیومInternational Symposium
on Nanoscale Architectures در هلند ارائه کردند.

این نوع مدارهای منطقی دارای مزایای هستند یکی از این مزایا بهره‌مند شدن
از خواص مغناطیسی نشات گرفته از اسپین الکترون است. این ویژگی موجب می شود
که یک کامپیوتر یک میلیون برابر کاراتر از کامپیوترهای موجود در بازار شود.
البته برای رسیدن به این نقطه از کارایی، لازم است تحقیقات بیشتری انجام
شده تا فرآیند بهینه سازی شود. با این کار می‌توان انتظار نتایج شگرفی را
داشت.