Kalifornijos universiteto Los Andžele mokslininkai galimai padarė vieną svarbiausių pastarojo dešimtmečio atradimų, galintį iš esmės pakeisti, kaip kuriami puslaidininkiai ir kaip veikia mūsų kasdieniai elektronikos prietaisai. Šis proveržis, paremtas vadinamąja „spintronika“, atveria kelią įrenginiams, kurie bus plonesni, greitesni, mažiau įkaistantys ir kur kas ilgiau veiksiantys su viena baterijos įkrova.
Asociatyvi nuotr.
Skirtingai nei tradicinė elektronika, kuri remiasi elektriniu krūviu informacijai perduoti, „spintronika“ pasitelkia kitą elektronų savybę, tai jų sukimąsi, arba kitaip tariant, magnetinę kryptį.
Elektronų sukimasis yra natūrali kvantinė savybė, o jos išnaudojimas informacijos apdorojimui leidžia ženkliai sumažinti energijos nuostolius. Kadangi įprasti elektroniniai lustai generuoja šilumą, jų efektyvumas ribotas.
„Spintronikos“ dėka galima išvengti didelių šilumos nuostolių, todėl įrenginiai gali veikti vėsiau ir stabiliau. Didžiausias iki šiol buvęs iššūkis šioje srityje buvo pakankamo magnetiškumo pasiekimas puslaidininkiuose. Mokslininkų komanda iš Los Andželo šį iššūkį įveikė sukūrusi naują medžiagų sluoksniavimo metodą.
Naudojant atominiu lygiu plonus sluoksnius, į puslaidininkius buvo įterpti magnetiniai atomai, pasiekus net 50 procentų magnetinės koncentracijos. Tai yra dešimt kartų daugiau nei buvo įmanoma anksčiau. Tokiu būdu mokslininkams jau pavyko sukurti daugiau nei dvidešimt visiškai naujų medžiagų, o jų tyrimai šiuo metu yra patentuojami.
Šis pasiekimas turi didelį potencialą ne tik telefonuose ar nešiojamuose kompiuteriuose. Viena svarbiausių sričių, kuri gali pajusti šios technologijos naudą, yra dirbtinio intelekto duomenų centrai.
Ši infrastruktūra kritikuojama dėl didelio elektros energijos ir vandens suvartojimo. Jei „spintroniniai“ puslaidininkiai bus plačiai pritaikyti, dirbtinio intelekto sistemoms reikės mažiau energijos, o tai sumažins jų poveikį aplinkai.
Tarp ilgalaikių pasekmių ir galimas proveržis kvantinių kompiuterių srityje. Dabartinės kvantinės sistemos reikalauja itin žemos temperatūros, kad veiktų stabiliai. Tačiau jei bus įdiegti „spintroniniai“ puslaidininkiai, gali sumažėti poreikis ekstremaliam šaldymui, todėl kvantiniai kompiuteriai taps artimesni praktiniam pritaikymui kasdienėje veikloje. Taip pat dėl mažesnių lustų įrenginiai galės būti dar kompaktiškesni, bet turėti daugiau skaičiavimo galios.
Kol kas ši technologija dar tik pradedama tobulinti, todėl artimiausiais metais greičiausiai jos dar nepamatysime masinėje gamyboje. Vis dėlto tai, ką jau pasiekė UCLA mokslininkai, leidžia tikėtis reikšmingų pokyčių. Jei visa tai bus įgyvendinta praktikoje, netolimoje ateityje naudotojai galės mėgautis ne tik greitesniais ir galingesniais išmaniaisiais telefonais ar kompiuteriais, bet ir sumažintu energijos suvartojimu, ilgesniu veikimo laiku ir mažesne įrenginių šiluma.
Nors laukia dar daug darbo, šis atradimas žymi naujos kartos elektroniką, kuri gebės derinti našumą su tvarumu. Tai ne tik pažanga technologijų srityje, bet ir žingsnis link mažesnės ekologinės pėdsako visame pasaulyje. Ateities įrenginiai gali būti ne tik išmanesni, bet ir kur kas draugiškesni aplinkai.
