Co to jest półprzewodnik magnetyczny?

Magnetyczny półprzewodnik jest rodzajem substancji, która jest zarówno półprzewodnikowa, jak i ferro-maragnetyczna.Magnetyczne materiały półprzewodnikowe wytwarzają siły przyciągania podobne do normalnego magnesu.Większość ferromagnetów, takich jak żelazo, jest bardzo przewodząca elektrycznie;Jednak półprzewodnik magnetyczny nie jest ani całkowicie przewodzący, ani czysto odporny.Ta unikalna kombinacja atrybutów przewodzących i magnetycznych sprawia, że materiał jest użyteczny w nowszych rodzajach komputerów.

Badanie półprzewodników magnetycznych rozpoczęło się w latach 70. i 80. XX wieku.W tym okresie naukowcy zaobserwowali kilka nieznanych zachowań elektrycznych w metalach i półprzewodnikach.Obserwacje magnetycznego zjawiska półprzewodnika doprowadziły do teorii spintronics.Ta powstająca dziedzina informatyki umożliwia kontrolowanie zarówno ładunku, jak i kierunku spinowego elektronu.Podczas gdy tradycyjny półprzewodnik, taki jak tranzystor, może kontrolować tylko ładunki elektryczne, półprzewodnik magnetyczny zapewnia bardziej precyzyjną manipulację stanem elektronów.

Komputery zwykle używają półprzewodników i elektromagnetów do oddzielnych funkcji.Do przetwarzania i obliczeń stosuje się materiały półprzewodowe, takie jak układy krzemowe.Materiały elektromagnetyczne są często używane do przechowywania danych, na przykład na dyskach dysku twardego.Jednak przesyłanie danych z procesora półprzewodnikowego do magazynu magnetycznego nie jest jednak natychmiastowe.To czasochłonne transfer danych jest powszechnie widoczne, gdy komputer jest uruchamiany i ładowany jest system operacyjny.

Za pomocą spintronics, półprzewodnik magnetyczny wyeliminowałby ten bufor i znacznie zwiększy prędkość komputerów.Ten rodzaj materiału łączy funkcje magazynowania magnetycznego i półprzewodnikowego przetwarzania oraz umożliwia manipulowanie informacjami i przechowywanie na tym samym układie.Magnetyczny komputer półprzewodnikowy można natychmiast uruchomić, ponieważ nie ma potrzeby ładowania danych z oddzielnego urządzenia pamięci.

Temperatura jest jednym z głównych wyzwań w budowaniu magnetycznych urządzeń półprzewodników.Materiały zwykle wykazują zachowania magnetyczne i półprzewodnikowe w bardzo niskich temperaturach;Jest to znaczący problem, ponieważ komputery muszą być w stanie działać w temperaturach pokoju, aby były praktyczne.Wielu naukowców eksperymentuje z kombinacją różnych substancji, aby stworzyć materiał ferro-magnetyczny i półprzewodnikowy w temperaturach nominalnych.

Materiały te mają inne możliwe aplikacje oprócz urządzeń komputerowych.Półprzewodniki magnetyczne mogą być przydatne w tworzeniu bardzo dokładnych czujników.Nowe czujniki mogą być w stanie wykrywać i przechowywać ważne informacje na jednej jednostce.Opracowanie tej technologii można również wykorzystać do potężnych i precyzyjnych laserów, które mogą być przydatne w dziedzinie medycyny.