காந்த தர்க்கம் மாறக்கூடிய சில்லுகளை உருவாக்குகிறது

மென்பொருள் ஒரு கணினியை சொல் செயலியிலிருந்து எண் க்ரஞ்சராக மாற்றி வீடியோ தொலைபேசியாக மாற்றும். ஆனால் அடிப்படை வன்பொருள் மாறாமல் உள்ளது. இப்போது, ​​மின்சாரத்திற்குப் பதிலாக காந்தத்தன்மையுடன் மாற்றப்படக்கூடிய ஒரு வகை டிரான்சிஸ்டர், சுற்றமைப்புகளை இணக்கமானதாக மாற்றும், இது ஸ்மார்ட் போன்கள் முதல் செயற்கைக்கோள்கள் வரை மிகவும் திறமையான மற்றும் நம்பகமான கேஜெட்டுகளுக்கு வழிவகுக்கும்.

டிரான்சிஸ்டர்கள், அனைத்து நவீன எலக்ட்ரானிக்ஸ்களின் இதயத்திலும் உள்ள எளிய சுவிட்சுகள், பொதுவாக ‘on’ மற்றும் ‘off’ இடையே மாறுவதற்கு ஒரு சிறிய மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துகின்றன. மின்னழுத்த அணுகுமுறை மிகவும் நம்பகமானது மற்றும் மினியேட்டரைஸ் செய்ய எளிதானது, ஆனால் அதன் குறைபாடுகள் உள்ளன. முதலில், மின்னழுத்தத்தை வைத்திருக்க சக்தி தேவைப்படுகிறது, இது மைக்ரோசிப்பின் ஆற்றல் நுகர்வு அதிகரிக்கிறது. இரண்டாவதாக, டிரான்சிஸ்டர்கள் சில்லுகளில் கடின கம்பியாக இருக்க வேண்டும் மற்றும் மறுகட்டமைக்க முடியாது, அதாவது கணினிகளுக்கு அவற்றின் அனைத்து செயல்பாடுகளுக்கும் பிரத்யேக சுற்று தேவை.

தென் கொரியாவின் சியோலில் உள்ள கொரியா இன்ஸ்டிடியூட் ஆஃப் சயின்ஸ் அண்ட் டெக்னாலஜி (KIST) ஐ அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு ஆராய்ச்சிக் குழு, இந்தப் பிரச்சனைகளைச் சமாளிக்கக்கூடிய ஒரு சுற்று ஒன்றை உருவாக்கியுள்ளது. நேச்சரின் இணையதளத்தில் ஜனவரி 30 அன்று வெளியிடப்பட்ட கட்டுரையில் விவரிக்கப்பட்டுள்ள சாதனம், குறைக்கடத்திப் பொருளான இண்டியம் ஆண்டிமோனைட்டின் (S. Joo et al. Nature http://dx) ஒரு சிறு பாலத்தின் குறுக்கே எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்த காந்தத்தைப் பயன்படுத்துகிறது. doi.org/10.1038/nature11817; 2013). சுவிட்சர்லாந்தில் உள்ள ஐபிஎம்மின் சூரிச் ஆராய்ச்சி ஆய்வகத்தின் இயற்பியலாளர் ஜியான் சாலிஸ் கூறுகையில், இது லாஜிக் கேட்டை எவ்வாறு செயல்படுத்துவது என்பதில் ஒரு புதிய மற்றும் சுவாரஸ்யமான திருப்பம்.

பாலம் இரண்டு அடுக்குகளைக் கொண்டுள்ளது: அதிக நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துளைகளைக் கொண்ட கீழ் தளம் மற்றும் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட எலக்ட்ரான்களால் நிரப்பப்பட்ட மேல் தளம். இண்டியம் ஆன்டிமோனைட்டின் அசாதாரண மின்னணு பண்புகளுக்கு நன்றி, ஆராய்ச்சியாளர்கள் செங்குத்தாக காந்தப்புலத்தைப் பயன்படுத்தி பாலத்தின் குறுக்கே எலக்ட்ரான்களின் ஓட்டத்தை கட்டுப்படுத்த முடியும். அவை புலத்தை ஒரு திசையில் அமைக்கும் போது, ​​எலக்ட்ரான்கள் நேர்மறை அடிப்பகுதியில் இருந்து விலகி சுதந்திரமாக பாயும். காந்தப்புலத்தை புரட்டும்போது, ​​எலக்ட்ரான்கள் கீழ் தளத்தில் மோதி, துளைகளுடன் மீண்டும் ஒன்றிணைகின்றன - திறம்பட சுவிட்சை ஆஃப் செய்கிறது (பார்க்க "காந்த பூட்டு").

மின்னழுத்தம் இல்லாமல் சுவிட்சை ஆன் அல்லது ஆஃப் செய்ய ஒரு காந்த லாஜிக் கேட்டின் திறன் "ஆற்றல் நுகர்வு பெரும் குறைப்புக்கு வழிவகுக்கும்" என்று KIST இன் இயற்பியலாளர் ஜின் டோங் சாங் ஆய்வு இணை ஆசிரியர் கூறுகிறார். இன்னும் சுவாரஸ்யமாக, காந்த சுவிட்சுகளை "மென்பொருளைப் போல கையாள முடியும்" என்று அவர் கூறுகிறார், ஒரு சுற்று இயக்க அல்லது முடக்க புலத்தை புரட்டுவதன் மூலம். இவ்வாறு ஒரு மொபைல் ஃபோன், எடுத்துக்காட்டாக, யூடியூப்பில் ஒரு கிளிப்பைப் பார்க்கும்போது வீடியோவைச் செயலாக்க அதன் மைக்ரோ சர்க்யூட்ரியின் ஒரு பிட் மறுநிரல் செய்யலாம், பின்னர் தொலைபேசி அழைப்பை எடுக்க சிப்பை மீண்டும் சிக்னல் செயலாக்கத்திற்கு மாற்றலாம். இது தொலைபேசியின் உள்ளே தேவைப்படும் சுற்றுகளின் அளவை வெகுவாகக் குறைக்கும்.
இத்தகைய மறுசீரமைக்கக்கூடிய தர்க்கம் செயற்கைக்கோள்களில் விலைமதிப்பற்றதாக இருக்கலாம், வாஷிங்டன் DC இல் உள்ள கடற்படை ஆராய்ச்சி ஆய்வகத்தின் மார்க் ஜான்சன், காகிதத்தின் இணை ஆசிரியரானார். சுற்றுப்பாதையில் ஒரு சிப்பின் ஒரு பகுதி தோல்வியுற்றால், மற்றொரு துறையை மீண்டும் உருவாக்க முடியும். "நீங்கள் சர்க்யூட்டைக் குணப்படுத்திவிட்டீர்கள், பூமியிலிருந்து அதைச் செய்துவிட்டீர்கள்" என்று அவர் கூறுகிறார்.
இருப்பினும், உண்மையில் பிடிக்க, காந்த தர்க்கம் ஏற்கனவே இருக்கும் சிலிக்கான் அடிப்படையிலான தொழில்நுட்பங்களுடன் ஒருங்கிணைக்கப்பட வேண்டும். அது எளிதாக இருக்காது. ஒன்று, ஜப்பானில் உள்ள டோஹோகு பல்கலைக்கழகத்தில் நானோ எலக்ட்ரானிக்ஸில் பணிபுரியும் ஆராய்ச்சியாளர் ஜூனிச்சி முரோட்டாவின் கூற்றுப்படி, சுற்றுகளுக்கு முக்கியமான குறைக்கடத்தியான இண்டியம் ஆன்டிமோனைடு, நவீன எலக்ட்ரானிக்ஸ் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்படும் உற்பத்தி செயல்முறைகளுக்கு நன்றாகக் கொடுக்காது. ஆனால், சிலிக்கானைக் கொண்டு இதேபோன்ற பாலங்களை உருவாக்குவது இறுதியில் சாத்தியமாகும் என்று ஜான்சன் கூறுகிறார்.

சாதனங்களைக் கட்டுப்படுத்த தேவையான சிறு காந்தங்களை ஒரு சாதாரண சிப்பில் ஒருங்கிணைப்பது எளிதாக இருக்காது. நிறுவனங்கள் இந்த சவால்களைத் தீர்க்க முடியும், ஆனால் சாதனங்கள் பயனுள்ளவை என்று அவர்கள் முடிவு செய்தால் மட்டுமே, சாலிஸ் கூறுகிறார். இந்த நேரத்தில், சாதனங்கள் ஒரு நடைமுறை சிப்புக்குத் தேவையான அளவுகளில் சிறப்பாக செயல்படுமா என்பது தெளிவாகத் தெரியவில்லை - முன்மாதிரிகளின் மைக்ரோமீட்டர் பரிமாணங்களை விட மிகச் சிறியது.

ஆனால் சர்க்யூட் வடிவமைப்பில் காந்தத்தன்மை ஏற்கனவே உள்ளது என்று ஜான்சன் குறிப்பிடுகிறார்: சில மேம்பட்ட சாதனங்கள் சீரற்ற அணுகல் நினைவகத்தின் காந்த பதிப்பைப் பயன்படுத்தத் தொடங்கியுள்ளன, இது வரலாற்று ரீதியாக வழக்கமான டிரான்சிஸ்டர்களுடன் மட்டுமே கட்டமைக்கப்பட்ட நினைவக வகை. "ஒரு மாற்றம் ஏற்கனவே நடந்து கொண்டிருக்கிறது என்று நான் நினைக்கிறேன்," என்று அவர் கூறுகிறார்.