2010-02-10 15:46 Źródło: Noble Bank
Spinotronika mi styka
Odkrycie magnetyzmu, czyli „działania na odległość” doprowadziło do pojęcia „pola magnetycznego”, które stało się przełomem w myśli ludzkiej. Wszystko zaczęło się od kompasu około VIII wieku w dalekich Chinach. W XXI wieku magnetyczna tajemnica świata stoi pod znakiem spinotroniki.
Spinotronika w wolnym tłumaczeniu oznacza możliwość manipulacji ładunkiem elektronowym w półprzewodnikach. Nowa dziedzina nauki praktyczne zastosowanie znajduje w wielu dziedzinach fizyki, elektroniki i teorii informacji. Informatyków najbardziej interesuje zbudowanie nowego typu procesora logicznego korzystającego z kwantowego charakteru „spinu”.
Spin to ruch ciała wokół własnej osi. Elektron tak samo, jak jądro posiada ładunek elektryczny, a jego ruch powoduje powstanie pola magnetycznego. Suma pól jest określana mianem momentu magnetycznego atomu. Spinotronika wykorzystuje do swoich celów zarówno ładunek, jak moment magnetyczny, czyli „spin” elektronu, co pozwala na wykonywanie obliczeń kwantowych.
Stworzenie komputerów, które będą działać na zasadzie algorytmów kwantowych gwarantuje ultra szybkie transfery informacji. Ponadto zapis danych w postaci odpowiednio namagnesowanych obszarów w materiale magnetycznym jest o wiele wydajniejsze. Kilkaset gigabajtów danych zmieści się w przestrzeni wielkości kapsla od butelki.
Jedno z podstawowych praw elektroniki – prawo Moore’a (współzałożyciela firmy Intel) – dotyczy zwiększającej się wydajności oraz miniaturyzacji układów scalonych, a także określa nieprzekraczalną granicę postępu technologicznego. Moore w 2006 roku analizując bieżące osiągnięcia spinotroniki stwierdził, że jego prawo straci ważność za trzy lata.
W 2009 roku naukowcy z Instytutu Nanotechnologii MESA+ Uniwersytetu w Twentewraz z Fundacją na Rzecz Fundamentalnych Prac Badawczych nad Materią (FOM) przeprowadził udany eksperyment wymiany informacji pomiędzy materiałem magnetycznym, a półprzewodnikiem w temperaturze pokojowej. Dr Ron Jansen, stojący na czele ekipy badawczej uważa, że spinotronika wreszcie urzeczywistni marzenie o komputerach kwantowych. Opracowana technologia działa na zasadzie wytwarzania i polaryzacji spinu w urządzeniu zbudowanym na bazie krzemu. Skuteczna wymiana informacji była możliwa dzięki zastosowaniu jako izolatora tlenku glinu o grubości jednego nanometra. Przesył informacji następuje równocześnie z podłączeniem do prądu, który generuje pole magnetyczne w półprzewodniku. Naukowcy udowodnili, że informacje rozprzestrzeniły się w krzemie na głębokość kilkusetnanometrów. Jest to wystarczające dla potrzeb funkcjonowania nanoskalowych podzespołów spinotronicznych, które do tej pory były jedynie techniczną fikcją. Jak twierdzi Dr Ron Jansen jest to dopiero początek.
Spinotroniką zajmuje się wielu fizyków i technologów w licznych ośrodkach badawczych na całym świecie. Również w Polsce Komitet Badań Naukowych finansuje zakrojony na szeroką skalę projekt – „Elektronika spinowa”. Wciąż jeszcze jest to poziom badań podstawowych, testujących różne metody i materiały. Dotychczasowe, zaliczane do udanych, „spinotroniczne próby” były przeprowadzone w bardzo niskich temperaturach. Wykorzystanie w eksperymencie krzemu, który sprawdził się w temperaturze pokojowej wróży sukces na rynku, tym bardziej, że jest to obecnie najbardziej popularny materiał w produkcji elektronicznej. Jeśli krzem wytrwa kolejne próby, a spinotronika potwierdzi swoją skuteczność być może wkrótce komputer kwantowy pojawi się na sklepowych półkach.
Michał Mądracki
Spinotronika w wolnym tłumaczeniu oznacza możliwość manipulacji ładunkiem elektronowym w półprzewodnikach. Nowa dziedzina nauki praktyczne zastosowanie znajduje w wielu dziedzinach fizyki, elektroniki i teorii informacji. Informatyków najbardziej interesuje zbudowanie nowego typu procesora logicznego korzystającego z kwantowego charakteru „spinu”.
Spin to ruch ciała wokół własnej osi. Elektron tak samo, jak jądro posiada ładunek elektryczny, a jego ruch powoduje powstanie pola magnetycznego. Suma pól jest określana mianem momentu magnetycznego atomu. Spinotronika wykorzystuje do swoich celów zarówno ładunek, jak moment magnetyczny, czyli „spin” elektronu, co pozwala na wykonywanie obliczeń kwantowych.
Stworzenie komputerów, które będą działać na zasadzie algorytmów kwantowych gwarantuje ultra szybkie transfery informacji. Ponadto zapis danych w postaci odpowiednio namagnesowanych obszarów w materiale magnetycznym jest o wiele wydajniejsze. Kilkaset gigabajtów danych zmieści się w przestrzeni wielkości kapsla od butelki.
Jedno z podstawowych praw elektroniki – prawo Moore’a (współzałożyciela firmy Intel) – dotyczy zwiększającej się wydajności oraz miniaturyzacji układów scalonych, a także określa nieprzekraczalną granicę postępu technologicznego. Moore w 2006 roku analizując bieżące osiągnięcia spinotroniki stwierdził, że jego prawo straci ważność za trzy lata.
W 2009 roku naukowcy z Instytutu Nanotechnologii MESA+ Uniwersytetu w Twentewraz z Fundacją na Rzecz Fundamentalnych Prac Badawczych nad Materią (FOM) przeprowadził udany eksperyment wymiany informacji pomiędzy materiałem magnetycznym, a półprzewodnikiem w temperaturze pokojowej. Dr Ron Jansen, stojący na czele ekipy badawczej uważa, że spinotronika wreszcie urzeczywistni marzenie o komputerach kwantowych. Opracowana technologia działa na zasadzie wytwarzania i polaryzacji spinu w urządzeniu zbudowanym na bazie krzemu. Skuteczna wymiana informacji była możliwa dzięki zastosowaniu jako izolatora tlenku glinu o grubości jednego nanometra. Przesył informacji następuje równocześnie z podłączeniem do prądu, który generuje pole magnetyczne w półprzewodniku. Naukowcy udowodnili, że informacje rozprzestrzeniły się w krzemie na głębokość kilkusetnanometrów. Jest to wystarczające dla potrzeb funkcjonowania nanoskalowych podzespołów spinotronicznych, które do tej pory były jedynie techniczną fikcją. Jak twierdzi Dr Ron Jansen jest to dopiero początek.
Spinotroniką zajmuje się wielu fizyków i technologów w licznych ośrodkach badawczych na całym świecie. Również w Polsce Komitet Badań Naukowych finansuje zakrojony na szeroką skalę projekt – „Elektronika spinowa”. Wciąż jeszcze jest to poziom badań podstawowych, testujących różne metody i materiały. Dotychczasowe, zaliczane do udanych, „spinotroniczne próby” były przeprowadzone w bardzo niskich temperaturach. Wykorzystanie w eksperymencie krzemu, który sprawdził się w temperaturze pokojowej wróży sukces na rynku, tym bardziej, że jest to obecnie najbardziej popularny materiał w produkcji elektronicznej. Jeśli krzem wytrwa kolejne próby, a spinotronika potwierdzi swoją skuteczność być może wkrótce komputer kwantowy pojawi się na sklepowych półkach.
Michał Mądracki
Dodaj komentarz
