Buenas noches estimados lectores, en el día de hoy daremos continuación a una entrada que realicé el día de ayer, ésta hablaba sobre la electrónica cuántica. En la primera parte de este tema tan interesante y hasta enigmático por aquellas personas que aún siendo electrónicos, solo se limitan a aprender lo que las universidad les tiene en el pensum, vimos en un principio que es la electrónica cuántica. A groso modo. También hablamos acerca de la evolución de la electrónica general que vemos hoy en día -- basada en silicio-- la cual con el tiempo a encontrado un problema al momento de optimizarse para generar nuevas tecnologías, y es la miniaturización y el efecto túnel que esto produce en los dispositivos. Resulta que la electrónica como tal no es estática, es decir, esta va evolucionando. Esta evolución conllevó a que la electrónica tocara los espines de los electrones para poder solventar sus agobios. Pero, ¿que diablos es un espín de un electrón?. Bueno para responder lo anterior debemos centrarnos en el significado de la palabra espintrónica ya que la electrónica actual ya se esta sumergiendo en esta para dar paso a optimizaciones que la litografía reducida no podría conseguir por si solo con el silicio. Para entender mejor esto veremos algo de teoría a continuación. Para ver la parte #01 de este tema ingresa al siguiente enlace: Parte #01.
¿Qué es la espintrónica?
En un campo eléctrico ordinario los electrones se orientan aleatoriamente y el resultado final es que su orientación individual no influye en la corriente eléctrica. En los dispositivos espintrónicos la situación es bien diferente.
Un dispositivo espintrónico operaría con electrones polarizados, es decir, que todos ellos posean el mismo valor de espín y con sistemas capaces de ser sensibles a dicha polarización. En tal caso, un dispositivo espintrónico muy simple usando electrones "espín polarizados" podría permitir la transmisión de un par de señales por un único canal, produciendo una señal diferente para los dos valores posibles, duplicando así el ancho de banda del cable. Un paso más avanzado sería disponer de algún dispositivo que pudiese realizar algún tipo de procesamiento en la corriente, de acuerdo con los estados de los espines.
El método más simple conseguir electrones "espín polarizados" es hacer pasar una corriente a través de un material ferromagnético, un cristal único que filtra a los electrones de manera uniforme. Si en cambio se dispone el filtro frente a un transistor, éste se convertirá en un detector sensible a los espines. Si los dos campos magnéticos están alineados, entonces la corriente podrá pasar, mientras que si se oponen aumentará la resistencia del sistema, efecto conocido como magnetoresistencia gigante. Probablemente el dispositivo espintrónico más exitoso hasta el momento haya sido la válvula espín, un dispositivo con una estructura de capas de materiales magnéticos que muestra enorme sensibilidad a los campos magnéticos. Cuando uno de estos campos está presente, la válvula permite el paso de los electrones, pero en caso contrario sólo deja pasar a los electrones con un espín determinado.
Una aplicación espintrónica de gran trascendencia será la de los qubits espintrónicos. Todos sabemos que en los ordenadores cada bit tiene un valor definido: 0 ó 1. Ello significa (sistema de numeración de base 2) que con una serie de 8 bits se puede representar cualquier número desde el 0 al 255, pero una serie (00101110, por ejemplo) solo representa a un número cada vez.
Los 2 valores de espines electrónicos (“arriba” y “abajo”) podrían usarse como bits, con lo que los bits cuánticos o qubits podrían existir como superposición de 0 y 1, ser a la vez ambos números. Y 8 qubits pueden representar cada número de 0 a 255, pero simultáneamente. Ello puede dar lugar a una nueva generación de ordenadores (computación cuántica).
Como podemos concluir de la propiedad espín del electrón, vemos que hay una gran ventaja frente a los sistemas en que se basan solo de cargas, como lo es la electrónica actual. En un futuro no muy lejano, los nuevos sistemas electrónicos actuaria bajo dos propiedades, carga y espín del electrón. Lo anterior conlleva a una reducción considera de energía en los sistemas y además una mayor velocidad de estos.
Escrito por: Breismam Alfonso Rueda Díaz
Un dispositivo espintrónico operaría con electrones polarizados, es decir, que todos ellos posean el mismo valor de espín y con sistemas capaces de ser sensibles a dicha polarización. En tal caso, un dispositivo espintrónico muy simple usando electrones "espín polarizados" podría permitir la transmisión de un par de señales por un único canal, produciendo una señal diferente para los dos valores posibles, duplicando así el ancho de banda del cable. Un paso más avanzado sería disponer de algún dispositivo que pudiese realizar algún tipo de procesamiento en la corriente, de acuerdo con los estados de los espines.
Una aplicación espintrónica de gran trascendencia será la de los qubits espintrónicos. Todos sabemos que en los ordenadores cada bit tiene un valor definido: 0 ó 1. Ello significa (sistema de numeración de base 2) que con una serie de 8 bits se puede representar cualquier número desde el 0 al 255, pero una serie (00101110, por ejemplo) solo representa a un número cada vez.
Los 2 valores de espines electrónicos (“arriba” y “abajo”) podrían usarse como bits, con lo que los bits cuánticos o qubits podrían existir como superposición de 0 y 1, ser a la vez ambos números. Y 8 qubits pueden representar cada número de 0 a 255, pero simultáneamente. Ello puede dar lugar a una nueva generación de ordenadores (computación cuántica).
Como podemos concluir de la propiedad espín del electrón, vemos que hay una gran ventaja frente a los sistemas en que se basan solo de cargas, como lo es la electrónica actual. En un futuro no muy lejano, los nuevos sistemas electrónicos actuaria bajo dos propiedades, carga y espín del electrón. Lo anterior conlleva a una reducción considera de energía en los sistemas y además una mayor velocidad de estos.
Hasta aquí dejaremos la entrada del día de hoy y con esto e tema de la electrónica cuántica y la electrónica clásica. Estén pendientes para nuevo contenidos mis estimados lectores.
Escrito por: Breismam Alfonso Rueda Díaz
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