Što je magnetni poluvodič?

Magnetni poluvodič je vrsta tvari koja je i poluvodljiva i feromagnetna. Magnetski poluvodički materijali stvaraju sile privlačenja slične onoj kod normalnog magneta. Većina feromagneta kao što je željezo vrlo je električno vodljiva; međutim, magnetski poluvodič nije ni potpuno vodljiv ni čisto otporan. Ova jedinstvena kombinacija vodljivih i magnetskih svojstava čini materijal korisnim u novijim tipovima računala.

Proučavanje magnetskih poluvodiča počelo je 1970-ih i 1980-ih godina. Tijekom tog vremenskog razdoblja, znanstvenici su promatrali nekoliko nepoznatih električnih ponašanja u metalu i poluvodičima. Promatranja fenomena magnetskog poluvodiča dovela su do teorije “spintronike”. Ovo novo područje računalne znanosti omogućuje kontroliranje i naboja i smjera okretanja elektrona. Dok tradicionalni poluvodič, kao što je tranzistor, može kontrolirati samo električne naboje, magnetski poluvodič omogućuje precizniju manipulaciju stanjem elektrona.

Računala obično koriste poluvodiče i elektromagnete za zasebne funkcije. Za obradu i izračune koriste se poluvodljivi materijali poput silikonskih čipova. Elektromagnetski materijali se često koriste za pohranu podataka, kao što su diskovi tvrdog diska. Međutim, prijenos podataka iz poluvodičkog procesora u magnetsku pohranu nije trenutan. Ovaj dugotrajni prijenos podataka obično se vidi kada se računalo “podiže” i učita operativni sustav.

Koristeći spintroniku, magnetski poluvodič bi eliminirao ovaj međuspremnik i dramatično povećao brzinu računala. Ova vrsta materijala kombinira funkcije magnetskog pohranjivanja i poluvodljive obrade, te omogućuje manipulaciju informacijama i njihovo pohranjivanje na istom čipu. Magnetsko poluvodičko računalo može se pokrenuti odmah, jer nema potrebe za učitavanjem podataka s zasebnog uređaja za pohranu.

Temperatura je jedan od primarnih izazova u izgradnji magnetskih poluvodičkih uređaja. Materijali obično pokazuju i magnetsko i poluvodljivo ponašanje na vrlo niskim temperaturama; ovo je značajan problem, budući da računala moraju moći raditi na sobnoj temperaturi da bi bila praktična. Mnogi znanstvenici eksperimentiraju s kombinacijom različitih tvari, kako bi stvorili materijal koji je fero-magnetski i poluvodljiv na nazivnim temperaturama.

Ovi materijali osim na računalnim uređajima imaju i druge moguće primjene. Magnetski poluvodiči mogu biti korisni u stvaranju vrlo preciznih senzora. Novi senzori mogu biti u mogućnosti otkriti i pohraniti važne informacije na jednoj jedinici. Razvoj ove tehnologije također se može koristiti za snažne i precizne lasere, koji mogu biti korisni u području medicine.