Maqnit məntiqi dəyişkən çiplər yaradır

Proqram təminatı kompüteri mətn prosessorundan nömrə tənzimləyicisinə video telefona çevirə bilər. Ancaq əsas aparat dəyişməzdir. İndi elektrik əvəzinə maqnitlə dəyişdirilə bilən tranzistor növü dövrəni də elastik edə bilər, bu da ağıllı telefonlardan tutmuş peyklərə qədər daha səmərəli və etibarlı qadcetlərə gətirib çıxara bilər.

Bütün müasir elektronikanın mərkəzində olan sadə açarlar olan tranzistorlar, ümumiyyətlə, “açıq” və “söndürmə” arasında keçid etmək üçün kiçik bir gərginlikdən istifadə edirlər. Gərginlik yanaşması olduqca etibarlıdır və miniatürləşdirmək asandır, lakin onun mənfi cəhətləri var. Birincisi, gərginliyi saxlamaq üçün mikroçipin enerji istehlakını artıran güc tələb olunur. İkincisi, tranzistorlar çiplərə bərkidilməlidir və yenidən konfiqurasiya edilə bilməz, yəni kompüterlər bütün funksiyaları üçün xüsusi sxemə ehtiyac duyurlar.

Cənubi Koreyanın Seul şəhərində yerləşən Koreya Elm və Texnologiya İnstitutunda (KIST) bir araşdırma qrupu bu problemləri həll edə biləcək bir sxem hazırlayıb. Yanvarın 30-da Nature saytında dərc olunmuş məqalədə təsvir edilən cihaz yarımkeçirici material indium antimonidinin kiçik körpüsündən elektronların axınına nəzarət etmək üçün maqnitdən istifadə edir (S. Joo et al. Nature http://dx. doi.org/10.1038/nature11817; 2013). IBM-in İsveçrədəki Sürix Tədqiqat Laboratoriyasının fizikası Gian Salis deyir ki, bu, “məntiq qapısının necə həyata keçirilməsinə dair yeni və maraqlı bir dönüşdür”.

Körpünün iki qatı var: çoxlu müsbət yüklü deşiklər olan aşağı göyərtə və əsasən mənfi yüklü elektronlarla doldurulmuş yuxarı göyərtə. İndium antimonidinin qeyri-adi elektron xassələri sayəsində tədqiqatçılar perpendikulyar maqnit sahəsindən istifadə edərək körpü boyunca elektronların axınına nəzarət edə bilirlər. Onlar sahəni bir istiqamətə təyin etdikdə, elektronlar müsbət alt göyərtədən uzaqlaşır və sərbəst axır. Maqnit sahəsi dəyişdirildikdə, elektronlar aşağı göyərtəyə çırpılır və deşiklərlə yenidən birləşir - açarı effektiv şəkildə söndürür (bax: "Maqnit kilidi").

Tədqiqatın həmmüəllifi, KIST-də fizik olan Jin Dong Song deyir ki, maqnit məntiq qapısının açarı gərginlik olmadan yandırıb-söndürə bilməsi “enerji istehlakının böyük azalmasına səbəb ola bilər”. Daha da təsir edicisi odur ki, maqnit açarları "proqram kimi idarə oluna bilər", o deyir ki, dövrəni aktivləşdirmək və ya söndürmək üçün sahəni sadəcə çevirməklə. Beləliklə, mobil telefon, məsələn, istifadəçisi YouTube-da klipə baxarkən videonu emal etmək üçün mikrosxemlərinin bir hissəsini yenidən proqramlaşdıra, sonra telefon zəngi qəbul etmək üçün çipi yenidən siqnal emalına keçirə bilər. Bu, telefonun içərisində lazım olan dövrə həcmini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər.
Bu cür yenidən konfiqurasiya edilə bilən məntiq peyklərdə əvəzolunmaz ola bilər, məqalənin həmmüəllifi, Vaşinqtondakı Dəniz Tədqiqat Laboratoriyasından Mark Conson əlavə edir. Bir çipin bir hissəsi orbitdə uğursuz olarsa, başqa bir sektor sadəcə olaraq ələ keçirmək üçün yenidən proqramlaşdırıla bilər. "Siz dövrəni sağaltdınız və bunu Yerdən etdiniz" deyir.
Bununla belə, həqiqətən tutmaq üçün maqnit məntiqi mövcud silikon əsaslı texnologiyalarla birləşdirilməlidir. Bu asan olmaya bilər. Yaponiyanın Tohoku Universitetində nanoelektronika ilə işləyən tədqiqatçı Junichi Murotanın fikrincə, birincisi, sxemlər üçün vacib olan yarımkeçirici olan indium antimonid müasir elektronikanın istehsalı üçün istifadə olunan istehsal proseslərinə yaxşı uyğun gəlmir. Lakin Conson deyir ki, nəhayət silikonla oxşar körpülər tikmək mümkün ola bilər.

Cihazları idarə etmək üçün lazım olan miniatür maqnitləri normal bir çipə inteqrasiya etmək də asan olmayacaq. Salis deyir ki, şirkətlər bu problemləri həll edə bilməlidirlər, lakin yalnız cihazların faydalı olduğuna qərar verərsələr. Hal-hazırda, o əlavə edir, cihazların praktik çip üçün lazım olan ölçülərdə yaxşı performans göstərib-keçirməyəcəyi aydın deyil - prototiplərin mikrometr ölçülərindən çox kiçik.

Lakin Conson qeyd edir ki, maqnitizm dövrə dizaynında artıq öz yerini tutur: bəzi qabaqcıl qurğular təsadüfi giriş yaddaşının maqnit versiyasından, tarixən yalnız adi tranzistorlarla qurulmuş yaddaş növündən istifadə etməyə başlayır. "Düşünürəm ki, bir dəyişiklik artıq gedir" dedi.