चुम्बकीय तर्कले उत्परिवर्तनीय चिपहरूको लागि बनाउँछ

सफ्टवेयरले कम्प्युटरलाई वर्ड प्रोसेसरबाट नम्बर क्रन्चरमा भिडियो टेलिफोनमा रूपान्तरण गर्न सक्छ। तर अन्तर्निहित हार्डवेयर अपरिवर्तित छ। अब, बिजुलीको सट्टा चुम्बकत्वको साथ स्विच गर्न सकिने एक प्रकारको ट्रान्जिस्टरले सर्किटरीलाई पनि निन्दनीय बनाउन सक्छ, जसले स्मार्ट फोनदेखि स्याटेलाइटसम्म अझ प्रभावकारी र भरपर्दो ग्याजेटहरू निम्त्याउन सक्छ।

ट्रान्जिस्टरहरू, सबै आधुनिक इलेक्ट्रोनिक्सको मुटुमा रहेका साधारण स्विचहरू, सामान्यतया एक सानो भोल्टेज प्रयोग गर्दछ "अन" र "अफ" बीच टगल गर्न। भोल्टेज दृष्टिकोण अत्यन्त भरपर्दो र लघुकरण गर्न सजिलो छ, तर यसको बेफाइदाहरू छन्। पहिलो, भोल्टेज अन राख्न पावर चाहिन्छ, जसले माइक्रोचिपको ऊर्जा खपत बढाउँछ। दोस्रो, ट्रान्जिस्टरहरू चिपहरूमा कडा-तारित हुनुपर्छ र पुन: कन्फिगर गर्न सकिँदैन, जसको मतलब कम्प्युटरहरूलाई तिनीहरूका सबै प्रकार्यहरूका लागि समर्पित सर्किटरी चाहिन्छ।

दक्षिण कोरियाको सियोलस्थित कोरिया इन्स्टिच्युट अफ साइन्स एन्ड टेक्नोलोजी (KIST) मा आधारित अनुसन्धान समूहले यी समस्याहरू समाधान गर्न सक्ने सर्किटको विकास गरेको छ। ३० जनवरीमा नेचरको वेबसाइटमा प्रकाशित एउटा पेपरमा वर्णन गरिएको उक्त यन्त्रले अर्धचालक सामग्री इन्डियम एन्टिमोनाइड (S. Joo et al. Nature http://dx) को माइनस्युल ब्रिजमा इलेक्ट्रोनहरूको प्रवाह नियन्त्रण गर्न चुम्बकत्व प्रयोग गर्दछ। doi.org/10.1038/nature11817; 2013)। स्विट्जरल्याण्डको IBM को जुरिच अनुसन्धान प्रयोगशालाका भौतिकशास्त्री जियान सालिस भन्छन्, "लजिक गेट कसरी लागू गर्ने भन्नेमा यो एउटा नयाँ र रोचक मोड हो।"

पुलमा दुई तहहरू छन्: सकारात्मक चार्ज गरिएको प्वालहरू भएको तल्लो डेक र नकारात्मक रूपमा चार्ज गरिएका इलेक्ट्रोनहरूले मुख्य रूपमा भरिएको माथिल्लो डेक। इन्डियम एन्टिमोनाइडको असामान्य इलेक्ट्रोनिक गुणहरूको लागि धन्यवाद, अनुसन्धानकर्ताहरूले लम्ब चुम्बकीय क्षेत्र प्रयोग गरेर पुलमा इलेक्ट्रोनहरूको प्रवाह नियन्त्रण गर्न सक्छन्। जब तिनीहरूले एक दिशामा क्षेत्र सेट गर्छन्, इलेक्ट्रोनहरू सकारात्मक तल डेकबाट टाढा जान्छन् र स्वतन्त्र रूपमा प्रवाह हुन्छन्। जब चुम्बकीय क्षेत्र फ्लिप हुन्छ, इलेक्ट्रोनहरू तल्लो डेकमा क्र्यास हुन्छन् र प्वालहरूसँग पुन: जोडिन्छन् - प्रभावकारी रूपमा स्विच बन्द गर्दै (हेर्नुहोस् "चुम्बकीय लक"।

भोल्टेज बिना स्विच अन वा अफ गर्न चुम्बकीय तर्क गेटको क्षमताले "ऊर्जा खपतमा ठूलो कमी ल्याउन सक्छ", अध्ययनका सह-लेखक जिन डोङ सङ, KIST मा भौतिकशास्त्री भन्छन्। अझ प्रभावशाली रूपमा, चुम्बकीय स्विचहरू "सफ्टवेयर जस्तै ह्यान्डल गर्न सकिन्छ", उनी भन्छन्, सर्किट सक्षम वा असक्षम गर्न फिल्ड फ्लिप गरेर। यसरी एउटा मोबाइल फोनले, उदाहरणका लागि, यसको प्रयोगकर्ताले YouTube मा क्लिप हेर्दा भिडियो प्रशोधन गर्नको लागि यसको माइक्रोसर्क्युट्रीको अलिकति पुन: प्रोग्राम गर्न सक्छ, त्यसपछि फोन कल लिनको लागि सिग्नल प्रशोधनमा चिपलाई फर्काउन सक्छ। यसले फोन भित्र आवश्यक सर्किटरीको मात्रालाई धेरै कम गर्न सक्छ।
यस्तो पुन: कन्फिगर योग्य तर्क उपग्रहहरूमा अमूल्य हुन सक्छ, वाशिंगटन डीसीमा नेभल रिसर्च ल्याबोरेटरीका मार्क जोन्सन, पेपरका सह-लेखक थप्छन्। यदि एक चिपको अंश कक्षामा असफल भयो भने, अर्को क्षेत्रलाई लिनको लागि पुन: प्रोग्राम गर्न सकिन्छ। "तपाईंले सर्किट निको पार्नुभयो र तपाईंले पृथ्वीबाट यो गर्नुभयो," उनी भन्छन्।
वास्तवमा समात्न, तथापि, चुम्बकीय तर्कलाई अवस्थित सिलिकन-आधारित प्रविधिहरूसँग एकीकृत गर्नुपर्दछ। त्यो सजिलो नहुन सक्छ। एउटा कुराको लागि, इन्डियम एन्टिमोनाइड, सर्किटहरूको लागि महत्त्वपूर्ण अर्धचालक, आधुनिक इलेक्ट्रोनिक्स बनाउन प्रयोग हुने निर्माण प्रक्रियाहरूमा राम्रोसँग उधारो दिँदैन, जापानको तोहोकु विश्वविद्यालयमा नानोइलेक्ट्रोनिक्ससँग काम गर्ने अनुसन्धानकर्ता जुनिची मुरोटाका अनुसार। तर जोनसन भन्छन् कि यो अन्ततः सिलिकन संग समान पुल निर्माण गर्न सम्भव हुन सक्छ।

यन्त्रहरूलाई सामान्य चिपमा नियन्त्रण गर्न आवश्यक पर्ने लघु चुम्बकहरूलाई एकीकृत गर्न पनि सजिलो हुनेछैन। कम्पनीहरूले यी चुनौतिहरू समाधान गर्न सक्षम हुनुपर्दछ, तर यदि तिनीहरूले उपकरणहरू सार्थक छन् भनेर निर्णय गरेमा मात्र, सालिस भन्छन्। हाल, उनी थप्छन्, यो स्पष्ट छैन कि उपकरणहरूले व्यावहारिक चिपको लागि आवश्यक आकारहरूमा राम्रो प्रदर्शन गर्नेछन् - प्रोटोटाइपहरूको माइक्रोमिटर आयामहरू भन्दा धेरै सानो।

तर जोनसनले नोट गरे कि चुम्बकत्व पहिले नै सर्किट डिजाइनमा पकडिरहेको छ: केहि उन्नत उपकरणहरूले अनियमित पहुँच मेमोरीको चुम्बकीय संस्करण प्रयोग गर्न थालेका छन्, एक प्रकारको मेमोरी जुन ऐतिहासिक रूपमा परम्परागत ट्रान्जिस्टरहरूसँग मात्र निर्माण गरिएको छ। "मलाई लाग्छ एक परिवर्तन पहिले नै भइरहेको छ," उनी भन्छन्।