lunedì 6 marzo 2023

MICROCHIP: SPIN-FET LEGGE DI MOORE 2.0

 Nel mio Post di ieri 5 Mar 2023 ho introdotto lo spin-FET (spin Field-Effect Transistor) una nuova generazione di componenti elettronici che sfruttano la proprietà quantistica dello “Spin” degli elettroni.

In questo modo l’elettronica moderna può estendere la legge di Moore ancora per moti anni e produrre dispositivi vari e computer con caratteristiche stellari.

L’elaborazione digitale si basa sull’impiego di dispositivi che dispongono di due stati denominati “1” e “0” e che, utilizzando la logica booleana, consentono di costruire qualsiasi struttura computazionale. Questi componenti che commutano tra “1” e “0” possono essere di qualsiasi forma, da rubinetti dell’acqua ai relè, dai vecchi transistor agli spin-FET.

Chiaro che con rubinetti un computer sarebbe così lento che per afre 2+2 impiegherebbe qualche minuto, ma comunque sarebbe in grado di funzionare.

In sostanza, con lo spin-FET stiamo passando dal secolare sviluppo dell’elettronica, che muove gli elettroni con campi elettrici, all’elettronica quantistica che degli elettroni muove lo spin con campi magnetici!

Lo spin dell'elettrone è una PROPRIETA' QUANTISTICA che descrive l'orientamento intrinseco dell’elettrone intorno al suo asse e che caratterizza la sua interazione con i campi magnetici.

Il transistor SPIN-FET sfrutta lo spin "su" o "giù" dell’elettrone rilevabile dal circuito che collega i terminali S (Source) e D (Drain). Questa rilevazione è possibile per la particolare struttura quantistica generata dai materiali con cui è realizzato. Quando gli spin sono tutti orientati allo stesso modo non avviene alcun effetto di tunnel (*), cioè il passaggio di elettroni, e quindi di corrente: questo viene rilevato dal sistema come “0”. Se gli spin sono orientati casualmente l’effetto tunnel si verifica, gli elettroni passano generando una corrente che il sistema interpreta come “1”. Il tutto avviene con minima spesa energetica ed a elevatissima velocità.

(*) In meccanica quantistica l’effetto tunnel si verifica quando una particella come l’elettrone supera una barriera troppo alta per essere superata secondo la meccanica classica

Per gli interessati questo mondo è opportuno vedere un video di TED che illustra questa nuova era in cui nuovi materiali e la meccanica quantistica che è il seguente: Abandoning Perfection for the Quantum Age.

Le immagini che seguono sono alcune tratte da un corso sullo spin-FET e rendono bene la complessità per comprendere il funzionamento: Mi riprometto di rendere comprensibile questa elettronica, o spintronica come si definisce, alla maggior parte dei miei lettori.

Per gli interessati alla storia della tecnologia giunta fino ad oggi ho scritto due libri in italiano ed inglese.

Il mostriciattolo semimetallico che ha cambiato il mondo (Italiano): https://bit.ly/3Jfytr9

La mia storia con Intel (italiano): https://bit.ly/3EXSjom

The Semimetallic Monstering that Changed our World (English): https://bit.ly/3kGzyPy

My Intel Story (English): https://bit.ly/3ZezUvD










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