منزل، بيت > أخبار > موضوع ساخن > المنطق المغناطيسي يجعل رقائق قابلة للتغيير
الشهادات
اتصل بنا

البريد الإلكتروني : lily@goldbridgesz.com
اتصل الآن

أخبار

المنطق المغناطيسي يجعل رقائق قابلة للتغيير

لوسي 2019-08-29 19:04:54
يمكن للبرنامج تحويل جهاز كمبيوتر من معالج النصوص إلى عدد cruncher إلى هاتف فيديو. لكن الأجهزة الأساسية لم تتغير. الآن ، هناك نوع من الترانزستور الذي يمكن تبديله بالمغناطيسية بدلاً من الكهرباء يمكن أن يجعل الدوائر مرنة أيضًا ، مما يؤدي إلى أدوات أكثر كفاءة وموثوقية ، من الهواتف الذكية إلى الأقمار الصناعية.

ترانزستورات ، مفاتيح بسيطة في قلب جميع الإلكترونيات الحديثة ، تستخدم عمومًا جهدًا صغيرًا للتبديل بين "التشغيل" و "الإيقاف". نهج الجهد موثوق للغاية وسهلة التصغير ، ولكن له عيوبه. أولاً ، يتطلب الحفاظ على الجهد الطاقة ، الأمر الذي يؤدي إلى زيادة استهلاك الطاقة في رقاقة. ثانياً ، يجب أن تكون الترانزستورات شديدة التوصيل في الرقائق ولا يمكن إعادة تشكيلها ، مما يعني أن أجهزة الكمبيوتر تحتاج إلى دوائر مخصصة لجميع وظائفها.

طورت مجموعة بحثية مقرها المعهد الكوري للعلوم والتكنولوجيا (KIST) في سيول ، كوريا الجنوبية ، دائرة قد تتغلب على هذه المشكلات. يستخدم الجهاز ، الذي تم وصفه في ورقة نُشرت على موقع Nature على الويب في 30 يناير ، المغناطيسية للتحكم في تدفق الإلكترونات عبر جسر صغير من مادة أنديوميد إنديوم أشباه الموصلات (S. Joo et al. Nature http://dx.doi.org /10.1038/nature11817؛ 2013). يقول جيان ساليس ، عالم فيزيائي في مختبر زيورخ للأبحاث التابع لشركة آي بي إم في سويسرا "إنه تطور جديد ومثير للاهتمام حول كيفية تنفيذ بوابة المنطق".

يتكون الجسر من طبقتين: سطح سفلي به ثقوب موجبة الشحنة و سطح علوي مملوء في الغالب بإلكترونات سالبة الشحنة. بفضل الخصائص الإلكترونية غير العادية للأنتيمون الإنديوم ، يمكن للباحثين التحكم في تدفق الإلكترونات عبر الجسر باستخدام مجال مغناطيسي عمودي. عندما يضبطون المجال في اتجاه واحد ، يتم توجيه الإلكترونات بعيدًا عن السطح السفلي الإيجابي وتتدفق بحرية. عندما ينقلب الحقل المغناطيسي ، تتصادم الإلكترونات في السطح السفلي ثم تتناغم مع الفتحات - مما يؤدي إلى إيقاف تشغيل المفتاح (انظر "القفل المغناطيسي").


يقول جين دونج سونج ، الباحث في الفيزياء في جامعة كيست ، إن قدرة بوابة المنطق المغنطيسي على إيقاف أو إيقاف تشغيل التيار الكهربائي "قد يؤدي إلى انخفاض كبير في استهلاك الطاقة". والأكثر إثارة للإعجاب هو أن المفاتيح المغناطيسية "يمكن التعامل معها كالبرامج" ، كما يقول ، ببساطة عن طريق قلب الحقل لتمكين أو تعطيل الدائرة. وبالتالي ، يمكن للهاتف المحمول ، على سبيل المثال ، إعادة برمجة جزء من دوائره الدقيقة لمعالجة الفيديو أثناء قيام المستخدم بمشاهدة مقطع على YouTube ، ثم إعادة الشريحة إلى معالجة الإشارات لإجراء مكالمة هاتفية. هذا يمكن أن تقلل إلى حد كبير من حجم الدوائر اللازمة داخل الهاتف.

ويضيف مارك جونسون من مختبر البحوث البحرية في واشنطن العاصمة ، وهو مؤلف مشارك في البحث ، أن هذا المنطق القابل لإعادة التشكيل قد يكون له قيمة كبيرة في الأقمار الصناعية. إذا فشل جزء من شريحة في المدار ، يمكن ببساطة إعادة برمجة قطاع آخر لتولي المسؤولية. يقول: "لقد شفيت الدائرة وفعلت ذلك من الأرض".

ومع ذلك ، وللمضي قدماً حقًا ، يجب دمج المنطق المغناطيسي مع التقنيات القائمة على السيليكون. هذا قد لا يكون سهلا. لسبب واحد ، إن أنديوم أنتيمونيد ، أشباه الموصلات الحاسمة للدوائر ، لا يتناسب بشكل جيد مع عمليات التصنيع المستخدمة في صناعة الإلكترونيات الحديثة ، وفقًا لجونيتشي مورتا ، الباحث الذي يعمل مع الإلكترونيات النانوية في جامعة توهوكو في اليابان. لكن جونسون يقول أنه قد يكون من الممكن في نهاية المطاف بناء جسور مماثلة مع السيليكون.

لن يكون دمج المغناطيس المصغر اللازم للتحكم في الأجهزة في شريحة عادية أمرًا سهلاً أيضًا. يجب أن تكون الشركات قادرة على حل هذه التحديات ، ولكن فقط إذا قررت أن الأجهزة تستحق العناء ، يقول ساليس. ويضيف أنه في الوقت الحالي ، ليس من الواضح ما إذا كانت الأجهزة ستعمل بشكل جيد بالأحجام المطلوبة لشريحة عملية - أصغر بكثير من أبعاد الميكرومتر للنماذج الأولية.

لكن جونسون يلاحظ أن المغناطيسية بدأت بالفعل في تصميم الدوائر: بعض الأجهزة المتقدمة بدأت في استخدام نسخة مغناطيسية من ذاكرة الوصول العشوائي ، وهو نوع من الذاكرة التي بنيت تاريخيا فقط مع الترانزستورات التقليدية. يقول: "أعتقد أن هناك تحولًا بالفعل"