ম্যাগনেটিক লজিক পরিবর্তনযোগ্য চিপ তৈরি করে

সফ্টওয়্যার একটি কম্পিউটারকে একটি ওয়ার্ড প্রসেসর থেকে একটি নম্বর ক্রাঞ্চার থেকে একটি ভিডিও টেলিফোনে রূপান্তর করতে পারে। কিন্তু অন্তর্নিহিত হার্ডওয়্যার অপরিবর্তিত। এখন, এক ধরনের ট্রানজিস্টর যা বিদ্যুতের পরিবর্তে চুম্বকত্ব দিয়ে পরিবর্তন করা যেতে পারে তা সার্কিট্রিকেও নমনীয় করে তুলতে পারে, যা স্মার্ট ফোন থেকে স্যাটেলাইট পর্যন্ত আরও দক্ষ এবং নির্ভরযোগ্য গ্যাজেটগুলির দিকে পরিচালিত করে।

ট্রানজিস্টর, সমস্ত আধুনিক ইলেকট্রনিক্সের কেন্দ্রে থাকা সাধারণ সুইচগুলি সাধারণত একটি ক্ষুদ্র ভোল্টেজ ব্যবহার করে "অন" এবং "অফ" এর মধ্যে টগল করতে। ভোল্টেজ পদ্ধতি অত্যন্ত নির্ভরযোগ্য এবং ক্ষুদ্রকরণ করা সহজ, তবে এর অসুবিধা রয়েছে। প্রথমত, ভোল্টেজ চালু রাখার জন্য শক্তি প্রয়োজন, যা মাইক্রোচিপের শক্তি খরচ বাড়ায়। দ্বিতীয়ত, ট্রানজিস্টরগুলিকে চিপগুলিতে হার্ড-ওয়্যারড হতে হবে এবং পুনরায় কনফিগার করা যাবে না, যার মানে কম্পিউটারগুলির সমস্ত ফাংশনের জন্য ডেডিকেটেড সার্কিটরি প্রয়োজন৷

দক্ষিণ কোরিয়ার সিউলের কোরিয়া ইনস্টিটিউট অফ সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি (কেআইএসটি) ভিত্তিক একটি গবেষণা দল একটি সার্কিট তৈরি করেছে যা এই সমস্যাগুলিকে ঘিরে ফেলতে পারে। 30 জানুয়ারী নেচারের ওয়েবসাইটে প্রকাশিত একটি গবেষণাপত্রে বর্ণিত ডিভাইসটি অর্ধপরিবাহী উপাদান ইন্ডিয়াম অ্যান্টিমোনাইডের একটি বিয়োগ সেতু জুড়ে ইলেকট্রনের প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করতে চুম্বকত্ব ব্যবহার করে (এস. জু এট আল। প্রকৃতি http://dx. doi.org/10.1038/nature11817; 2013)। সুইজারল্যান্ডের IBM-এর জুরিখ গবেষণা ল্যাবরেটরির একজন পদার্থবিদ জিয়ান সালিস বলেছেন, এটি "কীভাবে একটি লজিক গেট বাস্তবায়ন করতে হয় তার একটি নতুন এবং আকর্ষণীয় মোড়"।

সেতুটির দুটি স্তর রয়েছে: একটি নীচের ডেক যার অতিরিক্ত ধনাত্মক চার্জযুক্ত ছিদ্র রয়েছে এবং একটি উপরের ডেক প্রধানত নেতিবাচক চার্জযুক্ত ইলেক্ট্রন দ্বারা ভরা। ইন্ডিয়াম অ্যান্টিমোনাইডের অস্বাভাবিক বৈদ্যুতিন বৈশিষ্ট্যের জন্য ধন্যবাদ, গবেষকরা একটি লম্ব চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করে সেতু জুড়ে ইলেকট্রনের প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করতে পারেন। যখন তারা ক্ষেত্রটিকে এক দিকে সেট করে, তখন ইলেকট্রনগুলি ইতিবাচক নীচের ডেক থেকে দূরে সরে যায় এবং অবাধে প্রবাহিত হয়। চৌম্বক ক্ষেত্রটি উল্টে গেলে, ইলেক্ট্রনগুলি নীচের ডেকের মধ্যে বিধ্বস্ত হয় এবং গর্তগুলির সাথে পুনরায় সংযুক্ত হয় - কার্যকরভাবে সুইচটি বন্ধ করে (দেখুন "চৌম্বকীয় লক")।

একটি ভোল্টেজ ছাড়াই সুইচ চালু বা বন্ধ রাখার জন্য একটি চৌম্বকীয় লজিক গেটের ক্ষমতা "শক্তির খরচ অনেক কমিয়ে দিতে পারে", গবেষণার সহ-লেখক জিন ডং সং বলেছেন, KIST-এর একজন পদার্থবিদ৷ আরও চিত্তাকর্ষকভাবে, চৌম্বকীয় সুইচগুলি "সফ্টওয়্যারের মতো পরিচালনা করা যেতে পারে", তিনি বলেন, একটি সার্কিট সক্ষম বা নিষ্ক্রিয় করার জন্য কেবল ক্ষেত্রটি ফ্লিপ করে৷ এইভাবে একটি মোবাইল ফোন, উদাহরণস্বরূপ, তার ব্যবহারকারী YouTube-এ একটি ক্লিপ দেখার সময় ভিডিও প্রক্রিয়া করার জন্য তার মাইক্রোসার্কিটরির কিছুটা পুনঃপ্রোগ্রাম করতে পারে, তারপর একটি ফোন কল নেওয়ার জন্য চিপটিকে আবার সিগন্যাল প্রসেসিংয়ে স্যুইচ করতে পারে৷ এটি ফোনের ভিতরে প্রয়োজনীয় সার্কিট্রির ভলিউমকে ব্যাপকভাবে কমিয়ে দিতে পারে।
এই ধরনের পুনর্বিন্যাসযোগ্য যুক্তি উপগ্রহগুলিতে অমূল্য হতে পারে, কাগজটির সহ-লেখক ওয়াশিংটন ডিসিতে নেভাল রিসার্চ ল্যাবরেটরির মার্ক জনসন যোগ করেছেন। যদি একটি চিপের কিছু অংশ কক্ষপথে ব্যর্থ হয়, তবে অন্য সেক্টরটি দখল করার জন্য পুনরায় প্রোগ্রাম করা যেতে পারে। "আপনি সার্কিট নিরাময় করেছেন এবং আপনি এটি পৃথিবী থেকে করেছেন," তিনি বলেছেন।
সত্যই ধরার জন্য, যাইহোক, চৌম্বকীয় যুক্তিকে বিদ্যমান সিলিকন-ভিত্তিক প্রযুক্তির সাথে একীভূত করতে হবে। এটা সহজ নাও হতে পারে। জাপানের তোহোকু ইউনিভার্সিটির ন্যানোইলেক্ট্রনিক্স নিয়ে কাজ করা গবেষক জুনিচি মুরোতার মতে, এক জিনিসের জন্য, সার্কিটের জন্য গুরুত্বপূর্ণ অর্ধপরিবাহী, ইন্ডিয়াম অ্যান্টিমোনাইড আধুনিক ইলেকট্রনিক্স তৈরির জন্য ব্যবহৃত উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলিতে নিজেকে ভালভাবে ধার দেয় না। কিন্তু জনসন বলেছেন যে শেষ পর্যন্ত সিলিকন দিয়ে অনুরূপ সেতু তৈরি করা সম্ভব হতে পারে।

একটি সাধারণ চিপে ডিভাইসগুলি নিয়ন্ত্রণ করার জন্য প্রয়োজনীয় ক্ষুদ্র চুম্বকগুলিকে একীভূত করাও সহজ হবে না৷ কোম্পানিগুলি এই চ্যালেঞ্জগুলি সমাধান করতে সক্ষম হওয়া উচিত, তবে শুধুমাত্র যদি তারা সিদ্ধান্ত নেয় যে ডিভাইসগুলি সার্থক, সালিস বলেছেন। এই মুহুর্তে, তিনি যোগ করেছেন, এটি পরিষ্কার নয় যে ডিভাইসগুলি একটি ব্যবহারিক চিপের জন্য প্রয়োজনীয় আকারে ভাল পারফর্ম করবে কিনা - প্রোটোটাইপগুলির মাইক্রোমিটার মাত্রার চেয়ে অনেক ছোট।

কিন্তু জনসন নোট করেছেন যে সার্কিট ডিজাইনে চুম্বকত্ব ইতিমধ্যেই ধরা পড়ছে: কিছু উন্নত ডিভাইস র্যান্ডম অ্যাক্সেস মেমরির একটি চৌম্বক সংস্করণ ব্যবহার করতে শুরু করেছে, এক ধরনের মেমরি যা ঐতিহাসিকভাবে শুধুমাত্র প্রচলিত ট্রানজিস্টর দিয়ে তৈরি করা হয়েছে। "আমি মনে করি একটি স্থানান্তর ইতিমধ্যেই চলছে," তিনি বলেছেন৷