Kas ir magnētiskais pusvadītājs?

Magnētisko pusvadītāju izpēte sākās pagājušā gadsimta 1970. un 1980. gados. Šajā laika periodā zinātnieki novēroja vairākas nezināmas elektriskās uzvedības metālos un pusvadītājos. Magnētisko pusvadītāju fenomena novērojumi noveda pie “spintronikas” teorijas. Šī jaunā datorzinātņu joma ļauj kontrolēt gan elektrona lādiņu, gan griešanās virzienu. Kamēr tradicionālais pusvadītājs, piemēram, tranzistors, var kontrolēt tikai elektriskos lādiņus, magnētiskais pusvadītājs nodrošina precīzākas manipulācijas ar elektronu stāvokli.

Datori atsevišķām funkcijām parasti izmanto pusvadītājus un elektromagnētus. Apstrādei un aprēķiniem tiek izmantoti pusvadoši materiāli, piemēram, silīcija mikroshēmas. Datu glabāšanai bieži izmanto elektromagnētiskos materiālus, piemēram, cietā diska diskos. Tomēr datu pārsūtīšana no pusvadītāju procesora uz magnētisko krātuvi nenotiek uzreiz. Šo laikietilpīgo datu pārsūtīšanu parasti novēro, kad dators tiek “sāknēts” un operētājsistēma ir ielādēta.

Izmantojot spintroniku, magnētiskais pusvadītājs likvidētu šo buferi un ievērojami palielinātu datoru ātrumu. Šāda veida materiāls apvieno magnētiskās glabāšanas un pusvadošās apstrādes funkcijas un ļauj manipulēt ar informāciju un uzglabāt to vienā mikroshēmā. Magnētisko pusvadītāju datoru var palaist uzreiz, jo nav nepieciešams ielādēt datus no atsevišķas atmiņas ierīces.

Temperatūra ir viens no galvenajiem izaicinājumiem magnētisko pusvadītāju ierīču veidošanā. Materiāli ļoti zemās temperatūrās parasti uzrāda gan magnētisku, gan pusvadītāju; tā ir būtiska problēma, jo datoriem ir jāspēj darboties istabas temperatūrā, lai tie būtu praktiski. Daudzi zinātnieki eksperimentē ar dažādu vielu kombināciju, lai radītu materiālu, kas ir feromagnētisks un pusvadošs nominālajā temperatūrā.

Šiem materiāliem papildus datoru ierīcēm ir arī citi iespējamie pielietojumi. Magnētiskie pusvadītāji var būt noderīgi, veidojot ļoti precīzus sensorus. Jauni sensori var gan noteikt, gan saglabāt svarīgu informāciju vienā vienībā. Šīs tehnoloģijas attīstību var izmantot arī jaudīgiem un precīziem lāzeriem, kas var būt noderīgi medicīnas jomā.