ملخصات الأبحاث

تقنية إلكترونية مغزلية مدارية قابلة للتوسيع وموفرة للطاقة

.S. Manipatruni et al

  • Published online:

منذ ستينيات القرن الماضي، تعتمد معظم الإلكترونيات على استخدام ترانزستورات تعمل بتقنية شبه موصل أكسيد الفلز المكمل، وتُعرف اختصارًا بـ(CMOS)، غير أن مبادئ تشغيل تقنية شبه موصل أكسيد الفلز المكمل ظلت بدون تغيير إلى حد كبير، حتى مع تصغير الترانزستورات إلى أحجام بلغت 10 نانومترات.

وتُبْذَل حاليًّا جهود كبيرة، للتعرف على التقنية المنطقية القادمة، القابلة لتوسيع أبعادها بما يفوق تقنية شبه موصل أكسيد الفلز المكمل. وثمة خصائص ينبغي مراعاة توافرها في مثل تلك التقنية الحوسبية الجديدة ألا وهي القابلية للتصغير التدريجي، وتقليل طاقة التشغيل، وتحسين الاتصال الداخلي للجهاز، وتوفير مجموعة متكاملة لمعالجة المنطق والذاكرة.

يطرح الباحثون، في البحث المنشور، جهازًا إلكترونيًّا مغزليًّا منطقيًّا قابلًا للتوسيع، يعمل من خلال انتقال الطاقة المغزلي المداري (اقتران الزخم الزاوي لإلكترون بزخمه الخطي)، مصحوبًا بتشغيل مغناطيسي كهربائي. ويعتمد هذا الجهاز على مواد كمية متطورة - وهي عبارة عن أكاسيد ترابطية بشكل استثنائي وحالات طوبولوجية للمادة - من أجل التشغيل والكشف الجماعي.

 يصف الباحثون التقدم الذي أحرزوه في التشغيل المغناطيسي الكهربائي، والكشف المغزلي المداري للحالة، ويوضحون أنه مقارنةً بتقنية شبه موصل أكسيد الفلز، يتمتع جهازهم بطاقة تشغيل أكثر كفاءة (بمُعامل 10 إلى 30)، وجهد تشغيل أقل (بمعامل 5)، وكثافة منطقية محسنة (بمعامل 5). وبالإضافة إلى ذلك، تسمح الحالة غير المتطايرة بوجود طاقة استعداد فائقة الانخفاض، وهو أمر بالغ الأهمية للحوسبة الحديثة.

وتشير خصائص الجهاز الذي يقدمه الباحثون إلى أن التقنية المطروحة قد تتيح تطوير حوسبة متعددة الأجيال.