60 let po objevu tranzistoru je fungování této součástky stále založeno na stejném fyzikálním principu elektrického ovládání a detekce náboje elektronu v polovodiči. Vzhledem k tomu, že se rychle blížíme k samotné hranici možného zmenšování polovodičových součástek je potřeba vynalézt nové fyzikální principy jejich fungování. Jednou z intenzivně zkoumaných možností je využití druhé základní vlastnosti elektronu a to, že kromě náboje nese i elementární magnetický moment, tzv. spin. 

Teoretické předpovědi týkající se elektrické manipulace a detekce spinu v polovodiči jsou dnes již vice než dvacet let staré. Jejich experimentální realizace se ovšem ukázala jako překvapivě složitý problém. Mezinárodní tým za účasti českých vědců využil nedávno objevené kvantově-relativistické efekty jak pro manipulaci tak i detekci spinu elektronu, sestrojil prototyp spinového tranzistoru a demonstroval na něm jednu z logických operací, na kterých je založena funkce počítače.    K realizaci spinového tranzistoru využil tým i speciální fotodiodu umístěnou vedle tranzistorového kanálu.

Tato nová součástka najde široké uplatnění ve výzkumu spinové elektroniky, protože nabízí přímý elektrický způsob manipulace a detekce spinů v polovodiči bez použití složitých magnetických detektorů. Takovéto elektronické zařízení by mohlo nahradit mechanické polarimetry používané pro detekci molekul v roztocích, například při určování hladiny cukru v krvi nebo ve víně. 

Jestli se spinové transistory stanou vhodnou alternativou nebo doplňkem dnešních tranzistorů i v oblasti počítačových procesorů je zatím otázka dalšího výzkumu v této oblasti. Nicméně díky výše zmíněné práci se tento výzkum může přesunout z čistě teoretické roviny do oblasti funkčních prototypů mikroelektronických součástek.

7. ledna 2011

Zdrojový článek: AVČR

Obrázek: AVČR