Hva er en magnetisk halvleder?

En magnetisk halvleder er en type stoff som er både halvledende og ferro-magnetisk.Magnetiske halvledende materialer gir tiltrekningskrefter som ligner på en normal magnet.De fleste ferromagneter som jern er veldig elektrisk ledende;Imidlertid er en magnetisk halvleder verken fullstendig ledende eller rent motstandsdyktig.Denne unike kombinasjonen av ledende og magnetiske attributter gjør materialet nyttig i nyere datamaskiner.

Studiet av magnetiske halvledere begynte på 1970- og 1980 -tallet.I løpet av denne tidsperioden observerte forskere flere ukjente elektrisk atferd hos metall og halvledere.Observasjoner av magnetisk halvlederfenomen førte til teorien om spintronikk.Dette nye feltet innen informatikk gjør det mulig å kontrollere både ladning og spinnretning for et elektron.Mens en tradisjonell halvleder, for eksempel en transistor, bare kan kontrollere elektriske ladninger, gir en magnetisk halvleder mer presis manipulering av en elektrontilstand.

Datamaskiner bruker vanligvis halvledere og elektromagneter for separate funksjoner.Semi-ledende materiale som silisiumflis brukes til prosessering og beregninger.Elektromagnetiske materialer brukes ofte til datalagring, for eksempel på disker på en harddisk.Å overføre data fra halvlederprosessoren til magnetlagring er imidlertid ikke øyeblikkelig.Denne tiden som konsumerer dataoverføring sees ofte når en datamaskin blir startet opp og operativsystemet er lastet.

Bruke spintronics, en magnetisk halvleder vil eliminere denne bufferen og dramatisk øke hastigheten på datamaskiner.Denne typen materiale kombinerer funksjonene til magnetisk lagring og semi-ledende prosessering, og lar informasjon manipuleres og lagres på samme brikke.En magnetisk halvlederdatamaskin kan startes opp øyeblikkelig, siden det ikke er behov for å laste inn data fra en egen lagringsenhet.

Temperatur er en av de viktigste utfordringene i å bygge magnetiske halvlederenheter.Materialer viser typisk både magnetisk og semi-ledende atferd ved veldig lave temperaturer;Dette er et betydelig problem, siden datamaskiner må kunne fungere ved romtemperaturer for å være praktiske.Mange forskere eksperimenterer med kombinasjonen av forskjellige stoffer, for å lage et materiale som er ferro-magnetisk og semi-ledende ved nominelle temperaturer.

Disse materialene har andre mulige applikasjoner i tillegg til datamaskinenheter.Magnetiske halvledere kan være nyttige for å lage veldig nøyaktige sensorer.Nye sensorer kan være i stand til både å oppdage og lagre viktig informasjon på en enkelt enhet.Utviklingen av denne teknologien kan også brukes til kraftige og presise lasere, noe som kan være nyttig innen medisin.