Para peneliti di Ohio State University telah menunjukkan memori perangkat terlebih dahulu plastik komputer yang memanfaatkan spin elektron untuk membaca dan menulis data.
Sebuah alternatif untuk mikroelektronik tradisional, yang disebut "spintronics" bisa menyimpan data lebih banyak dalam ruang kurang, proses data lebih cepat, dan mengkonsumsi daya yang lebih kecil.
Dalam edisi Agustus 2010 Bahan jurnal Nature, Arthur J. Epstein dan rekan menjelaskan bagaimana mereka membuat prototipe perangkat spintronic plastik menggunakan teknik yang ditemukan dalam industri komputer mainstream hari ini.
Pada titik ini, perangkat tidak lebih dari strip tipis magnet organik berbasis biru tua berlapis dengan ferromagnet metalik dan terhubung ke dua lead listrik. (Ferromagnet adalah magnet terbuat dari logam besi seperti besi magnet kulkas Common rumah tangga adalah ferromagnets) Masih.., Para peneliti berhasil mencatat data dan mengambil data dengan mengendalikan spin elektron dengan medan magnet.
Epstein, Distinguished Profesor Universitas fisika dan kimia dan direktur Institute for Polimer Magnetik dan Elektronika di Ohio State, menggambarkan material sebagai hibrida dari semikonduktor yang dibuat dari bahan organik dan polimer khusus semikonduktor magnetik. Dengan demikian, ini adalah jembatan antara komputer saat ini dan itu, semua-polimer komputer spintronic bahwa ia dan teman-temannya berharap untuk memungkinkan di masa depan.
Normal menyandikan data elektronik komputer berdasarkan kode biner dari satu dan nol, tergantung pada apakah elektron hadir dalam ruang hampa di dalam material. Namun para peneliti telah lama mengetahui bahwa elektron dapat terpolarisasi untuk mengarahkan dalam arah tertentu, seperti sebuah magnet bar. Mereka mengacu pada orientasi ini sebagai spin - baik "spin up" atau "spin down" - dan telah bekerja pada cara untuk menyimpan data menggunakan spin. Elektronik yang dihasilkan, disebut spintronics, secara efektif akan membiarkan komputer menyimpan dan mentransfer data dua kali lebih banyak per elektron.
Tetapi data yang lebih tinggi kepadatan hanya bagian dari cerita.
"Spintronics sering hanya dilihat sebagai cara untuk mendapatkan informasi lebih banyak dari elektron, tapi sebenarnya itu untuk pindah ke generasi berikutnya elektronik," kata Epstein. "Kita bisa memecahkan banyak masalah yang dihadapi komputer saat ini dengan menggunakan spintronics."
panel sirkuit Khas menggunakan banyak energi. Elektron bergerak melalui mereka menciptakan panas, dan tidak memakan banyak energi untuk mendinginkan mereka. pembuat Chip terbatas seberapa dekat mereka bisa pak sirkuit bersama-sama untuk menghindari overheating.
Flipping spin dari elektron memerlukan energi lebih sedikit, dan hampir tidak menghasilkan panas sama sekali, ia menjelaskan. Itu berarti bahwa perangkat spintronic bisa dijalankan pada baterai yang lebih kecil. Jika mereka terbuat dari plastik, mereka juga akan ringan dan fleksibel.
"Kami ingin mengambil elektronik portabel ke platform spin," kata Epstein. "Pikirkan tentang prajurit di lapangan yang harus membawa aki yang berat, atau bahkan sipil 'jalan prajurit' berangkat ke pertemuan. Jika kita memiliki bobot yang lebih ringan spintronic perangkat yang beroperasi sendiri dengan biaya energi yang lebih rendah, dan jika kita dapat melakukan-nya tampilan polimer fleksibel, tentara dan pengguna lain hanya bisa roll itu dan membawanya Kita melihat teknologi portabel ini sebagai platform yang kuat untuk membantu orang-orang.. "
The semikonduktor polimer magnetik dalam penelitian ini, tetracyanoethanide vanadium, adalah magnet organik berbasis pertama yang beroperasi di atas suhu kamar. Ini dikembangkan oleh Epstein dan lama bekerja sama Joel S. Miller dari University of Utah. Postdoctoral peneliti Woo Yoo Jung-bahan baru yang disebut tonggak penting dalam penelitian spintronic.
"Pencapaian utama kami adalah bahwa kita diterapkan ini semikonduktor polimer berbasis magnet sebagai polarizer spin - artinya kita bisa menyimpan data (berputar ke atas dan ke bawah) di atasnya menggunakan medan magnet kecil - dan detektor spin - berarti kita bisa membaca data kembali, "katanya. "Sekarang kami lebih dekat untuk membangun perangkat dari semua bahan-organik."
Dalam perangkat prototipe, elektron masuk ke polimer, dan mengarahkan mereka sebagai medan magnet berputar ke atas atau spin down. Elektron kemudian dapat masuk ke lapisan magnetik konvensional, tapi hanya jika spin elektron ada yang berorientasi pada cara yang sama. Jika tidak, perlawanan terlalu tinggi untuk elektron untuk lulus. Jadi para peneliti mampu membaca spin data dari perangkat yang didasarkan pada apakah perlawanan itu tinggi atau rendah.
Kolaborator di University of Wisconsin-Madison menyiapkan sampel film magnetik konvensional, dan Yoo dan nya Ohio State rekan berlapis bersama dengan magnet organik untuk membuat perangkat kerja.
Sebagai ujian, para peneliti material yang terkena medan magnet yang bervariasi dalam kekuatan dari waktu ke waktu. Untuk menentukan apakah material mencatat pola magnetik dan berfungsi sebagai injektor spin baik / detektor, mereka mengukur arus listrik yang lewat melalui dua lapisan magnetik. Metode ini mirip dengan cara komputer membaca dan menulis data ke hard drive magnetik hari ini.
Hasil, Yoo mengatakan, adalah "buku" - mereka mengambil data magnetik secara keseluruhan, persis seperti mereka menyimpannya.
Teknologi yang dipatenkan harus mentransfer mudah untuk industri, tambahnya. "Setiap tempat yang membuat chip komputer dapat melakukan hal ini Plus,. Dalam hal ini, kami membuat perangkat pada suhu kamar, dan proses ini sangat ramah lingkungan."
Rekan penulis di atas kertas yang disertakan Chia-Yi Chen dan Vladimir Prigodin dari Ohio State, dan HW Jang, CW Bark, dan Chang-Beom Misi Pemantauan Pilkada dari University of Wisconsin-Madison.
Penelitian ini didanai oleh Angkatan Udara Kantor Riset Ilmiah, Departemen Energi, National Science Foundation, dan Office of Naval Research.ScienceDaily (10 Agustus 2010)