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Il transistor magnetico trasformista per fare chip mutanti

Ricercatori del Korea Institute of Science and Technology (KIST) di Seoul hanno creato un transistor che può passare da "on" a "off" grazie al magnetismo piuttosto che mediate l'applicazione di una tensione. Lo studio, pubblicato su Nature e riportato da Extremetech, getta le basi per la realizzazione di chip che si possono riprogrammare più rapidamente e facilmente tramite software, permettendo a computer e altri dispositivi di mutare la loro funzione a seconda delle necessità di calcolo.

Questo transistor magnetico è stato ottenuto dall'antimoniuro di indio, un materiale semiconduttore composto dalla combinazione di indio e antimonio; la sua formula chimica è InSb. I ricercatori del KIST hanno creato una sorta di ponte magnetico attraverso strati di antimoniuro di indio di tipo P e di tipo N. Esattamente come con i transistori, "Tipo P" indica un transistori con eccesso di elettroni, mentre "Tipo P" la presenza di lacune che possono ricevere gli elettroni.

Con il magnetismo è poi possibile far muovere gli elettroni, e si genera così una corrente attraverso il ponte che attiva l'interruttore.

Lo switch rimane attivo fino a quando il campo magnetico non viene invertito – a differenza dei transistor elettronici, che richiedono un flusso costante di elettricità. In teoria questo permette ai chip di consumare meno energia e alla circuiteria di cambiare la propria funzione al volo.

Oggi i chip sono formati da transistor che sono dedicati a dozzine di differenti funzioni e istruzioni, ma in futuro si potrebbero avere alcuni blocchi programmabili capaci di cambiare funzione, passando ad esempio dal calcolo di informazioni video all'audio, fino a operazioni in virgola mobile.

Qualcosa di simile a un FPGA – field-programmable gate array – ma programmabile con maggiore rapidità e forse in grado di garantire maggiore efficienza. Una soluzione che potrebbe portare a realizzare chip ancora più compatti, dato che servirebbero meno transistor.

Ci sono però dei problemi, e il principale è che non si tratta di transistor in silicio, il materiale usato oggigiorno nell'industria elettronica. L'antimoniuro di indio non si presta ai processi industriali attuali, quindi questa scoperta rischia di non avere futuro, a meno che non si evidenzino vantaggi decisamente più grandi degli svantaggi. Mark Johnson del Naval Research Laboratory, intervistato da Nature, non esclude però che potrebbe essere possibile costruire ponti magnetici simili ma con il silicio.

Il secondo problema è che ogni transistor ha bisogno di un magnete di accompagnamento per passare dallo stato "on" a quello "off" – e non c'è attualmente un modo semplice per integrare magneti in miniatura all'interno di chip ad alta densità. Sono stati fatti dei progressi con giunzioni magnetiche a effetto tunnel nelle MRAM, ma non è chiaro se possano essere usate in questi transistor.

In conclusione i risultati di questa ricerca potrebbero non trovare un'applicazione così come sono stati pensati, ma il lavoro svolto potrebbe essere d'ispirazione o adattato per dare forma a qualcosa di più fattibile e concreto. Come sempre, siamo nelle mani della scienza (e degli scienziati).