… cool inclusiv in sensul primar de "racoros", pentru ca, doctorand fiind, in America, si-a ajutat profesorul sa gaseasca o metoda de a scapa de caldura generata in interiorul microprocesoarelor.
Materiale semiconductoare mai rar folosite in electronica, dar mai ales exploatarea posibilitatilor oferite de un mod de abordare relativ nou, fac posibila evitarea totala a incalzirii conductorilor.
Viitorul faimoasei "legi" empirice potrivit careia numarul tranzistorilor care pot fi inghesuiti pe un microprocesor se dubleaza la fiecare doi ani a fost pus sub semnul intrebarii in repetate randuri, pentru ca, de fiecare data, oamenii de stiinta sa gaseasca o cale stiintifica de a ingadui tehnologiei sa se conformeze predictiei unuia dintre parintii tehnicilor de calcul electronic. Impedimentul cel mai mare a fost, in ultimii ani, nu atat tehnologia care sa faca posibila o miniaturizare tot mai accentuata, ci caldura tot mai mare emanata chiar de microprocesoare, pe masura ce tranzistorii, tot mai microscopici, sunt amplasati la distante din ce in ce mai mici unii de altii.
Un nou tip de circuit, conceput recent de cercetatori de la universitatea americana Stanford si a carui validitate a fost confirmata experimental in Germania pare sa permita inca multe decenii de acum acolo respectarea "legii lui Moore" – gratie exploatarii faimosului comportament bizar-excentric al particulelor conform fizicii cuantice. Rezultatele obtinute de Shoucheng Zhang, profesor de fizica la Stanford University, de masterandul Taylor Hughes si de doctorandul Bogdan Andrei Bernevig fac posibila reducerea drastica a cantitatii de caldura produsa de curentii electrici care circula pe conductorii minusculi care alcatuiesc "sistemul circulator" al microprocesoarelor.
Rezultatele cercetarilor profesorului Zhang si ale experimentelor unui colectiv de la universitatea din Wurzburg, Germania, au fost publicate la 21 septembrie in Science Express, varianta on-line a prestigioasei reviste Science.
Experimentatorii au utilizat un material semiconductor facut din straturi de bromura de telur si bromura de cadmiu, recurgand la "trucuri cuantice" pentru a alinia spinul electronilor. Rezultatul a fost asemanator unei multitudini de titirezi care se invartesc la unison… In aceste conditii iesite din comun, curentul electric nu se scurge decat de-a lungul marginii materialului semiconductor.
Interesant este si faptul ca electronii cu spinuri identice calatoresc impreuna in aceeasi directie, in timp ce electronii cu spinuri contrare se deplaseaza in directia opusa.
Spre deosbire de semiconductorii existenti, acest curent electric neobisnuit nu genereaza caldura, nici prin fenomenul de pierderi dielectrice, nici ca urmare a ciocnirilor intre electroni si impuritatile din materialul semiconductor.
Avem de a face cu o noua stare a materiei, alta decat starea solida, cea lichida si cea gazoasa, dar deosbita si de o alta stare mai putin familiara, cea a materialelor semiconductoare, in care electronii se deplaseaza fara sa intampine nici o rezistenta.
Nu este pentru prima oara ca sunt demonstrate efecte similare, dar pana acum a fost nevoie, pentru a le obtine, de temperaturi extrem de scazute si de campuri magnetice extrem de puternice. Nu poti avea asa ceva intr-un computer obisnuit. Practic, dupa cum a subliniat profesorul Zhang, s-a scapat de campul magnetic.
Sunt explorate, de catre alti cercetatori, si alte cai care sa faca posibila urmatoarea generatie de microprocesoare, una dintre ele fiind tehnologia microtuburilor. Profesorul Zhang vede insa un avantaj in faptul ca chip-urile pe care le-a conceput impreuna cu echipa sa pot fi fabricate din materiale familiare industriei de specialitate. Pe termen lung, asa-numita "spintronica" ar putea face ca spinul electronului sa devina mai important, pentru tehnologia calculatoarelor, decat sarcina acestei particule – pentru ca, in cele din urma, semiconductorii sa functioneze exclusiv pe baza spinului, fara ca electronii sa se deplaseze sub forma clasica a curentului electric.
Cercetarile teoretice ale colectivului de la Stanford University au fost finantate de ministerul american al Energiei si de Fundatia Nationala pentru stiinta, din Statele Unite.
Din Bucuresti, la Stanford sI Princeton
Bogdan Andrei Bernevig a fost doctorand al profesorului Soucheng Zhang, la Universitatea Stanford, si a inceput anul trecut un program postdoctoral de cercetare la Centrul de fizica teoretica al Universitatii Princeton.
Nascut la Bucuresti, el a castigat, ca licean, Olimpiada Nationala de Fizica patru ani consecutiv, incepand din 1994. Ca student, a obtinut medalii de aur si de argint la olimpiade internationale. A intrat la Universitatea Stanford cu o bursa "President’s Scholar".
