واحد خبر mobile.ir : مطابق اطلاعات مندرج در مقاله‌ای که به‌تازگی در نشریه Nature منتشر شده، یک تیم پژوهشی در دانشگاه کالیفرنیا در لس‌آنجلس (UCLA) گامی بزرگ در جهت ارتقاء فناوری گوشی‌های هوشمند برداشته‌ است. متخصصان این دانشگاه در کشفی که می‌تواند نحوه ساخت تراشه‌ها را تغییر دهد، روشی برای ساخت نیمه‌رسانا‌هایی پیدا کرده‌اند که از اسپین الکترون (electron spin) و نه فقط بار الکتریکی، برای عملکرد سریع‌تر و تولید دمای کمتر استفاده می‌کنند. در نتیجه گوشی‌ها و لپ‌تاپ‌های آینده قادر خواهند بود با ابعادی نازک‌تر ساخته شوند و نه تنها دوام باتری آن‌ها با یک بار شارژ بیشتر شود، بلکه دمای آن‌ها حین فعالیت کمتر از نمونه‌های کنونی خواهد بود.

اسپین الکترون به خاصیتی کوانتومی در الکترون‌ها اشاره دارد که در آن الکترون‌ها به گونه‌ای رفتار می‌کنند که گویی در حال چرخش به دور خود هستند و این رفتار باعث ایجاد میدان مغناطیسی و تمایز حالت‌های کوانتومی می‌شود. کشف پژوهشگران UCLA بر رویکرد تازه‌ای مبتنی است که «اسپینترونیک» (spintronics) نامیده می‌شود؛ چشم‌انداز نسل بعدی الکترونیک که از خواص مغناطیسی و طبیعی الکترون‌ها بهره می‌برد. همان طور که می‌دانید تراشه‌های معمول کنونی به جریان الکتریکی متکی هستند که گرما ایجاد می‌کند و هدررفت انرژی بالایی دارد. حال آن‌که اسپینترونیک با بهره‌گیری از جهت اسپین الکترون، به جای تکیه بر بار الکتریکی، روشی نوین برای پردازش اطلاعات ارائه می‌دهد که با کاهش چشمگیر اتلاف انرژی همراه است.

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها در صنعت نیمه‌رسانا تا به حال این بوده که چگونه تراشه‌هایی بسازیم که به اندازه کافی و موثر، مغناطیسی باشند. تیم پژوهشی دانشگاه کالیفرنیا، ضمن معرفی روش جدیدی برای ترکیب عناصر مغناطیسی با نیمه‌رساناها، این مشکل را با روی هم قرار دادن متناوب لایه‌های نازک اتمی از نیمه‌رسانا و اتم‌های مغناطیسی حل کرده و تراکم مغناطیسی (magnetic concentration) آن را به میزان بی‌سابقه ۵۰ درصد (ده برابر بیش از آن‌چه پیشتر ممکن بود) افزایش داده است. در این پروژه تاکنون بیش از ۲۰ ماده جدید تولید شده و فرایند ثبت اختراع این فناوری نیز در حال انجام است.

این پیشرفت فراتر از تأمین کارآمدتر انرژی برای لوازم الکترونیکی مصرفی، می‌تواند به کاهش قابل توجه مصرف انرژی و آب در مراکز داده هوش مصنوعی نیز کمک کند؛ مسأله‌ای که به دلیل تأثیرات زیست‌محیطی‌ مورد انتقاد فزاینده‌ای قرار دارد. به علاوه، با کاربرد نیمه‌رساناهای ارتقاءیافته مغناطیسی، رایانه‌های کوانتومی دیگر نیازی به سرمای شدید برای ادامه کارایی ندارند و این رایانه‌ها یک گام به استفاده در دنیای واقعی نزدیک‌تر می‌شوند. به علاوه، از آنجا که خود تراشه‌ها می‌توانند کوچک‌تر ساخته شوند، لپ‌تاپ‌ها و دستگاه‌ها هم با وجود توان عملیاتی بیشتر، از نظر اندازه کوچک‌تر خواهند شد.

البته به طور طبیعی چند سال طول خواهد کشید تا شاهد حضور این فناوری در دستگاه‌های مصرفی باشیم؛ اما چشم‌انداز موفقیت این فناوری کاملاً روشن است: نسل جدیدی از لپ‌تاپ‌ها و تلفن‌های هوشمند فوق سریع که نه تنها کوچک‌ترند و سازگاری بیشتری با محیط زیست دارند، بلکه به لطف تغییری هوشمندانه در نحوه رفتار الکترون‌ها عملکرد قدرتمندتری خواهند داشت.