कंप्यूटर की अगली पीढ़ी में एक महत्वपूर्ण कदम: स्पाइनट्रॉनिक्स में महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि

वैज्ञानिक अगली पीढ़ी के कंप्यूटरों के करीब एक कदम हैं। कैम्ब्रिज में कैवेंडिश लेबोरेटरी में भौतिकी विभाग में किए गए शोध में स्पिंट्रॉनिक्स (स्पिन इलेक्ट्रॉनिक्स) की एक नई समझ मिलती है, जिसे ट्रांजिस्टर का उत्तराधिकारी माना गया है।

स्पिंट्रोनिक्स एक इलेक्ट्रॉन, या " स्पिन " के छोटे चुंबकीय क्षणों का उपयोग करता है, जिसके कारण इसकी उच्च गति क्षमता, उच्च घनत्व और कम बिजली की खपत के कारण यह मौलिक रूप से कंप्यूटिंग शक्ति को बदल सकता है। नए शोध "स्पिन" को अधिक प्रभावी बनाने के तरीके पर प्रकाश डालते हैं।

पिछले पचास वर्षों में, इलेक्ट्रॉनिक्स में प्रगति सेमीकंडक्टर उद्योग में ट्रांजिस्टर की कमी पर बहुत हद तक निर्भर करती है ताकि छोटे, शक्तिशाली कंप्यूटर बनाए जा सकें जो हमारे आधुनिक सूचना समाज की नींव हैं। 1965 में, इंटेल के सह-संस्थापक गॉर्डन मूर ने वर्णन किया कि एक एकीकृत सर्किट पर रखे गए ट्रांजिस्टर की संख्या 1958 और 1965 के बीच प्रत्येक वर्ष दोगुनी हो गई, यह भविष्यवाणी करते हुए कि यह प्रवृत्ति कम से कम अगले दस वर्षों तक जारी रहेगी।

यह भविष्यवाणी, जिसे मूर के नियम के रूप में भी जाना जाता है, वास्तव में इस प्रवृत्ति का वर्णन करता है, जो अब जारी है, लेकिन इस प्रवृत्ति का अंत - जब ट्रांजिस्टर परमाणु के रूप में छोटे होंगे और उन्हें आगे कम करना असंभव होगा - यह 2015 में पहले से ही अपेक्षित है (अच्छी तरह से) चलो आशा करते हैं ...)।

स्पिनट्रॉनिक्स अनुसंधान स्पिन-आधारित इलेक्ट्रॉनिक तकनीक विकसित करने का एक प्रयास है जो सेमीकंडक्टर तकनीक को बदल देगा। वैज्ञानिकों ने पहले से ही एक नया स्पिन-इलेक्ट्रॉनिक्स विकसित करना शुरू कर दिया है, जिसकी शुरुआत 1988 में विशाल मैग्नेटोरेसिस्टेंस (जीएमआर) की कार्रवाई से हुई थी। जीएमआर प्रभाव की खोज से हार्ड ड्राइव के आकार में एक सफलता मिली और आइपॉड जैसे पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के विकास में एक महत्वपूर्ण क्षण था।

जबकि पारंपरिक प्रौद्योगिकियां एक इलेक्ट्रॉन आवेश के उपयोग पर आधारित हैं, स्पिन्ट्रोनिक्स क्षेत्र स्पिन हेरफेर पर आधारित हैं। स्पिनट्रॉनिक्स में अद्वितीय गुणों में से एक यह है कि स्पिन को विद्युत प्रभार के पारित होने के बिना प्रसारित किया जा सकता है। इसे "स्पिन करंट" कहा जाता है और, इलेक्ट्रॉनों के संचालन की अन्य अवधारणाओं के विपरीत, विद्युत उपकरणों में गर्मी उत्पन्न किए बिना, एक स्पिन वर्तमान के माध्यम से जानकारी प्रसारित की जा सकती है। स्पिन करंट बनाने में मुख्य समस्या वर्तमान और भविष्य के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का समर्थन करने के लिए पर्याप्त मात्रा में स्पिन करंट बनाने की कठिनाई है।

हालांकि, न्यू कैंब्रिज के शोधकर्ताओं, मुंस्टर के एक समूह के प्रोफेसर सर्गेई डेमोक्रीतोव के साथ मिलकर इस मुद्दे को संबोधित किया। स्पिन स्पिन को मजबूत बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने स्पिन की तरंगों को कहा जाता है, जो कि स्पिन की सामूहिक गति का उपयोग करते हैं। स्पिन तरंगों को एक साथ लाकर, उन्होंने स्पिन के उत्पादन के लिए एक नया, अधिक कुशल तरीका प्रदर्शित किया।

कैवेंडिश प्रयोगशाला में माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक समूह के डॉ। हिडकाजू कुरुबयशी ने कहा, "आप प्रकृति में कई अलग-अलग तरंगों को पा सकते हैं, और आकर्षक चीजों में से एक यह है कि लहरें अक्सर एक-दूसरे के साथ बातचीत करती हैं, और स्पिन तरंगों में कई अलग-अलग इंटरैक्शन होते हैं। हमारा विचार प्रभावी स्पिन धाराओं को बनाने के लिए इस तरह की स्पिन तरंगों के संपर्क का उपयोग करना है। ”

उनके अनुसार, स्पिन तरंगों (तथाकथित तीन-मैग्नोन विभाजन) की परस्पर क्रियाओं में से एक, एक स्पिन करंट उत्पन्न करती है, जो पूर्व-अंतरा-स्पिनिंग तरंगों का उपयोग करने की तुलना में दस गुना अधिक प्रभावी है।

खैर, हम 2015 की प्रतीक्षा कर रहे हैं, जब ट्रांजिस्टर एक परमाणु का आकार होगा :)