حتما تو دنیای تکنولوژی خیلی شنیدید که همه‌چی سر ترانزیستورها می‌چرخه. این قطعات کوچولو پایه و اساس همه گجت‌هایی هستن که داریم، مثل موبایل، لپ‌تاپ، تلویزیون و هرچی فکرش رو بکنی! ترانزیستورها معمولا از سیلیکون درست میشن و کارشون اینه که جریان برق رو کنترل کنن یا تقویت کنن. اما خب سیلیکون یه سقف محدودیت ذاتی داره: نمیتونه از یه ولتاژ خاص پایین‌تر کار کنه و همین باعث میشه دیگه نشه اونو خیلی بهینه‌تر کرد.
حالا گروهی از مهندسای باحال MIT دست به کار شدن و یه کار خلاقانه زدن: اونا بجای سیلیکون، اومدن از یه نیمه‌هادی مغناطیسی (یعنی موادی که مثل نیمه‌هادی‌ها عمل میکنن ولی خاصیت مغناطیسی هم دارن که بهش اسپینترونیک هم میگن، یعنی استفاده از اسپین الکترون در کنار بارش برای ساخت قطعه) به اسم کرومیوم سولفید بروماید استفاده کردن. این ماده خاص دو‌بعدی خیلی جالبه چون هم خاصیت مغناطیسی داره، هم پایدار می‌مونه (برخلاف خیلی از مواد دو‌بعدی دیگه که توی هوا خراب میشن!) و مهندسا تونستن خیلی دقیق بین دوتا حالت مغناطیسیش سوییچ کنن.
واقعیتش اینه که پیدا کردن همچین ماده‌ای خودش ماجرای بزرگی بوده، چون خیلی مواد رو امتحان کردن و جواب نداد تا بالاخره این مورد رو کشف کردن. چون توی پژوهش‌های قبلی، خیلی از مواد مغناطیسی به درد نمی‌خوردن و نمیتونستن با سیلیکون رقابت کنن.
تکنیک ساخت دستگاه هم داستان داره: تیم مهندسا، این فیلم خیلی نازک از ماده مغناطیسی رو با نوار چسب برداشت و روی یه بستر سیلیکونی گذاشتن. یعنی خبری از چسب و حلال و این حرفا نبوده، که خیلی‌ها واسه این کار استفاده میکنن (ولی خودشون میگن برای ترانزیستور باید سطح کاملاً تمیز باشه، وگرنه عملکردش افت می‌کنه). این روش ساده و تمیز باعث شده عملکرد دستگاهشون فوق‌العاده بشه؛ چون ترانزیستورهای مغناطیسی قبلی فقط چند درصد می‌تونستن جریان رو تغییر بدن، اما مال MIT ده برابر بیشتر جریان رو تغییر میده! یعنی سیگنال قوی‌تر و سوییچ خیلی سریع‌تر و مطمئن‌تر.
نکته جالب‌تر اینکه برخلاف معمول، برای سوییچ کردن حالت مغناطیسی اول با میدان مغناطیسی خارجی این کارو کردن (که انرژی خیلی کمی می‌خواد، خیلی کمتر از سیلیکون!) و حتی نشون دادن که میشه با جریان برق هم این سوییچ رو کنترل کرد – و این خیلی نکته مهمیه، چون خب تو دنیای واقعی نمیشه برای هر ترانزیستور توی یه چیپ دائماً آهنربا گذاشت! حتما باید با برق بشه کنترلش کرد.
حالا این ترانزیستور جدید فقط جریان رو سوییچ نمی‌کنه، بلکه می‌تونه اطلاعات رو هم ذخیره کنه! یعنی تو همین یه قطعه هم منطق (سوییچینگ)، هم حافظه هست! معمولاً برای حافظه، سلول‌های مغناطیسی جدا کنار ترانزیستور قرار میدن، ولی اینجا هر دو تو یه قطعه ترکیب شدن. یعنی ترانزیستور روشن و خاموش میشه و اطلاعات هم یادش می‌مونه! تازه چون قدرت سوییچش زیاده، خوندن اطلاعات سریع‌تر و مطمئن‌تر انجام میشه.
یه نکته باحال‌تر اینکه چون دانشمندا روش جدیدی برای ادغام مغناطیس با الکترونیک پیدا کردن، میشه منتظر کلی کاربرد و تحقیقات جالب در آینده باشیم. انگار که دنیای وسایل الکترونیکی قراره رنگ و بوی جدیدی بگیره!
الانم تیم MIT داره رو بهتر کردن سوییچ برقی و ساخت نسخه‌های بزرگ‌تر کار می‌کنه تا شاید بعدا این تکنولوژی وارد تولید انبوه و دنیای واقعی بشه.
اگه دنبال منبعی واسه مقاله‌شون هستید، باید برید سراغ مجله Physical Review Letters که این پژوهش رو منتشر کرده.
خلاصه، یه انقلاب واقعیه تو دنیای تراشه‌ها و هرچی هوشمند اطرافمونه! حالا حالاها خبرهای عجیب‌تر و جالب‌تر از این جور نوآوری‌ها می‌شنویم.
منبع: +
