Vad är en magnetisk halvledare?

En magnetisk halvledare är en typ av substans som är både halvledande och ferro-magnetisk.Magnetiska halvledande material producerar attraktionskrafter som liknar en normal magnet.De flesta ferromagnet som järn är mycket elektriskt ledande;En magnetisk halvledare är emellertid varken helt ledande eller rent resistent.Denna unika kombination av ledande och magnetiska attribut gör materialet användbart i nyare typer av datorer.

Studien av magnetiska halvledare började på 1970- och 1980 -talet.Under denna tidsperiod observerade forskare flera okända elektriska beteenden i metall och halvledare.Observationer av det magnetiska halvledarfenomenet ledde till teorin om spintronik.Detta nya datavetenskapliga område gör det möjligt att kontrollera både laddning och spinnriktning för en elektron.Medan en traditionell halvledare, såsom en transistor, endast kan kontrollera elektriska laddningar, ger en magnetisk halvledare en mer exakt manipulation av ett elektronstillstånd.

Datorer använder vanligtvis halvledare och elektromagneter för separata funktioner.Halvledande material såsom kiselchips används för bearbetning och beräkningar.Elektromagnetiska material används ofta för datalagring, till exempel på skivorna på en hårddisk.Att överföra data från halvledande processor till magnetlagring är dock inte omedelbart.Denna tidskrävande dataöverföring ses ofta när en dator startas upp och operativsystemet laddas.

Med hjälp av spintronics skulle en magnetisk halvledare eliminera denna buffert och dramatiskt öka datorns hastighet.Denna typ av material kombinerar funktionerna i magnetisk lagring och halvledande bearbetning och gör det möjligt att manipuleras och lagras på samma chip.En magnetisk halvledardator kan startas direkt, eftersom det inte finns något behov av att ladda data från en separat lagringsenhet.

Temperatur är en av de främsta utmaningarna för att bygga magnetiska halvledarenheter.Material uppvisar vanligtvis både magnetiska och halvledande beteenden vid mycket låga temperaturer;Detta är ett betydande problem, eftersom datorer måste kunna arbeta vid rumstemperaturer för att vara praktiska.Många forskare experimenterar med kombinationen av olika ämnen för att skapa ett material som är ferro-magnetiskt och halvledande vid nominella temperaturer.

Dessa material har andra möjliga applikationer utöver datorenheter.Magnetiska halvledare kan vara användbara för att skapa mycket exakta sensorer.Nya sensorer kan kanske både upptäcka och lagra viktig information på en enda enhet.Utvecklingen av denna teknik kan också användas för kraftfulla och exakta lasrar, vilket kan vara användbart inom medicinområdet.