آیا پایان عصر ترانزیستورهای سیلیکونی نزدیک است؟

 

مجله علمی ایلیاد - محققان ماده‌ای یافته‌اند که دقیقاً از ویژگی‌های لازم برای ذخیره‌سازی داده و فرآیند انتقالی برخوردار است. گروهی تحت رهبری دانشگاه یوتا گروه جدیدی از مواد موسوم به «پروسکيت هیبرید» آلی-غیرآلی کشف کرده که می‌تواند ایده‌ی مفهومی «همدوس چرخشی» را به واقعیت تبدیل سازد. همدوس چرخشى یا چرخش ترونيک از ویژگی‌های مغناطیسی الکترون‌ها برای انتقال برق جهت ذخیره‌سازی و انتقال اطلاعات استفاده‌ می‌کند. همدوس چرخشى به جای استفاده از فروکِشند و برکِشند جریان الکتریکی از طریق هزاران الکترون، از جهت‌گیری بالا و پایین الکترون‌های بسیار کمی استفاده می‌کند.

مشکلی که همدوس چرخشى با آن روبه‌رو است این است که نمی‌توان به ماده‌ای دست یافت که شرایط برای تغییر چرخش آن به راحتی انجام پذیرد و تغییر نیز در چرخش حفظ شود. «سارا لی»، استادیار دانشکده‌ی فیزیک و اخترشناسى دانشگاه یوتا و محقق ارشد پژوهش گفت : «آنچه این اکتشاف را به دستاوردی ویژه تبدیل می‌کند، امکان دستکاری در این ماده است که می‌تواند عمر چرخش طولانی داشته باشد.

امکان تغییر چند باره‌ی الکترون‌های موجود در پروسکيت‌ها در ظرف یک نانو ثانیه وجود دارد؛ یعنی شرایط برای تقسیم و تغییر حجم بالایی از اطلاعات مهیا است. این نکته واقعاً شگفت‌انگیز بود، زیرا پروسکيت فلز سنگینی است که قابلیت تغییر چرخش خوبی هم دارد، هر چند عمر چرخش آن چنگی به دل نمی‌زند.

مواد همدوس چرخشى می‌توانند اطلاعات بیشتری را در قیاس با مواد کلاسیک که از بار استفاده می‌کنند، پردازش کنند. اگرچه قانون مور بیان می‌کند که ترانزیستورها که جریان را کنترل می‌کنند، در مدارهای یکپارچه سالیانه تقریباً دوبرابر می‌شوند، اما ما در حال حاضر هب سر حد این مقدار نزدیک می‌شویم. لی بیان کرد: «فناوری سیلیکون مبتنی بر بار الکترونی در حال رسیدن به محدودیت اندازه است. اندازه‌ی سیم‌ها در حال حاضر کوچک است. اگر به روند کوچک شدن ادامه بدهد، کارایی‌اش را به روش کلاسیک از دست خواهد داد.»

بنابراین، همدوس چرخشى زمینه را برای پردازش سریع‌تر داده‌ها فراهم آورده و حافظه‌ی دسترسی تصادفی «RAM» را افزایش می‌دهد. حافظه‌ی RAM این اجازه را به ما می‌دهد تا به اطلاعات مورد نظر خود در رایانه‌ها و گوشی‌های همراه دسترسی پیدا کنیم. لذا انتظار می‌رود بازده، سرعت و ظرفیت حافظه‌ی تمامی دستگاه‌های محاسباتى افزایش یابد. در این صورت، دستگاه‌ها از نیروی کمتری استفاده کرده و عمر باتری‌ها افزایش پیدا می‌کند.

 

در نهایت، موادی که همدوس چرخشى از آنها استفاده می‌کند، نقشی در انتشار میدان مغناطیسی خارجی ندارد، ولو اینکه از مغناطیس در سطح اتمی استفاده کنند. یعنی این مواد، تداخلی با سایر دستگاه‌ها ایجاد نمی‌کنند و انجام کارهای جاسوسی در آنها دشوار است. اگر تولید انبوه مقدور باشد، همدوس چرخشى می‌تواند پایان عصر ترانزیستور سیلیکونی را رقم بزند.

 

نوشته: تام وارد
ترجمه: منصور نقی‌لو - مجله علمی ایلیاد