Magnit mantiq o'zgaruvchan chiplarni yaratadi
Barcha zamonaviy elektronikaning markazidagi oddiy kalitlar bo'lgan tranzistorlar odatda "yoqish" va "o'chirish" o'rtasida almashish uchun kichik kuchlanishdan foydalanadilar. Kuchlanish yondashuvi juda ishonchli va kichiklashtirish oson, ammo uning kamchiliklari bor. Birinchidan, kuchlanishni ushlab turish uchun mikrochipning energiya sarfini oshiradigan quvvat talab qilinadi. Ikkinchidan, tranzistorlar chiplarga qattiq ulangan bo'lishi kerak va ularni qayta sozlab bo'lmaydi, ya'ni kompyuterlar barcha funktsiyalari uchun maxsus sxemaga muhtoj.
Janubiy Koreyaning Seul shahridagi Koreya Fan va Texnologiya Institutida (KIST) asoslangan tadqiqot guruhi ushbu muammolarni hal qilish uchun sxemani ishlab chiqdi. 30 yanvarda Nature veb-saytida chop etilgan maqolada tasvirlangan qurilma yarim o'tkazgich moddasi indiy antimonidning kichik ko'prigi bo'ylab elektronlar oqimini boshqarish uchun magnitlanishdan foydalanadi (S. Joo va boshqalar. Nature http://dx.doi.org/10.1038/nature11817; 2013). Bu "mantiqiy eshikni qanday amalga oshirish bo'yicha yangi va qiziqarli burilish", deydi Gian Salis, IBMning Shveytsariyadagi Tsyurix tadqiqot laboratoriyasi fizikasi.
Ko'prik ikkita qatlamdan iborat: ortiqcha musbat zaryadlangan teshiklari bo'lgan pastki qavat va asosan manfiy zaryadlangan elektronlar bilan to'ldirilgan yuqori qavat. Indiy antimonidning g'ayrioddiy elektron xususiyatlari tufayli tadqiqotchilar perpendikulyar magnit maydon yordamida ko'prik bo'ylab elektronlar oqimini boshqarishi mumkin. Maydonni bir yo'nalishda o'rnatganda, elektronlar musbat pastki qavatdan uzoqlashadi va erkin oqadi. Magnit maydon aylantirilganda, elektronlar pastki qavatga qulab tushadi va teshiklar bilan qayta birlashadi - kalitni samarali ravishda o'chiradi ("Magnit qulf" ga qarang).
![]()
Magnit mantiqiy eshikning kalitni kuchlanishsiz yoqish yoki o'chirish qobiliyati "energiya sarfini sezilarli darajada kamaytirishga olib kelishi mumkin", deydi tadqiqot hammuallifi Jin Dong Song, KIST fizikasi. Bundan ham ta'sirlisi shundaki, magnit kalitlarni "dasturiy ta'minot kabi boshqarish mumkin", deydi u, kontaktni yoqish yoki o'chirish uchun maydonni shunchaki aylantirib. Shunday qilib, mobil telefon, masalan, foydalanuvchi YouTube'da klip tomosha qilayotganda videoni qayta ishlash uchun mikrosxemaning bir qismini qayta dasturlashi mumkin, so'ngra telefon qo'ng'irog'ini qabul qilish uchun chipni signalni qayta ishlashga o'tkazishi mumkin. Bu telefon ichidagi elektron sxemalar hajmini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin.
Vashingtondagi dengiz tadqiqot laboratoriyasi xodimi Mark Jonson, maqolaning hammuallifi, bunday qayta sozlanishi mumkin bo'lgan mantiq sun'iy yo'ldoshlarda bebaho bo'lishi mumkin. Agar chipning bir qismi orbitada ishlamay qolsa, uni boshqa sektor egallash uchun qayta dasturlash mumkin edi. "Siz sxemani davoladingiz va buni Yerdan qildingiz", deydi u.
Biroq, haqiqatan ham qo'lga olish uchun magnit mantiq kremniyga asoslangan mavjud texnologiyalar bilan birlashtirilgan bo'lishi kerak edi. Bu oson bo'lmasligi mumkin. Yaponiyaning Toxoku universitetida nanoelektronika bilan ishlaydigan tadqiqotchi Junichi Murotaning so'zlariga ko'ra, birinchi navbatda, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan yarimo'tkazgich bo'lgan indiy antimonid zamonaviy elektronika ishlab chiqarishda qo'llaniladigan ishlab chiqarish jarayonlariga yaxshi mos kelmaydi. Ammo Jonsonning aytishicha, oxir-oqibat kremniy bilan shunga o'xshash ko'priklarni qurish mumkin bo'lishi mumkin.
Qurilmalarni boshqarish uchun zarur bo'lgan miniatyura magnitlarini oddiy chipga birlashtirish ham oson bo'lmaydi. Kompaniyalar bu muammolarni hal qila olishlari kerak, lekin agar ular qurilmalarni foydali deb qaror qilsalar, deydi Salis. Hozirda, deya qo'shimcha qiladi u, qurilmalar amaliy chip uchun zarur bo'lgan o'lchamlarda yaxshi ishlashi aniq emas - prototiplarning mikrometr o'lchamlaridan ancha kichik.
Ammo Jonsonning ta'kidlashicha, magnetizm allaqachon elektron konstruksiyalarni ushlamoqda: ba'zi ilg'or qurilmalar tasodifiy kirish xotirasining magnit versiyasidan, tarixan faqat an'anaviy tranzistorlar bilan qurilgan xotira turidan foydalanishni boshlaydi. "Menimcha, o'zgarish allaqachon amalga oshirilmoqda", deydi u.


