現在,我們可憐地回顧那些老式電腦印表機,它們發出緩慢的嗡嗡聲,並且使用惱人的穿孔邊緣紙張。十年後,人們肯定會可憐地回顧我們今天稱之為印表機的東西。能夠生產完整物體的三維印表機已經在降價,新型印表機可以輸出電子電路板,甚至完整的可用電路。現在,研究人員有了一種可以輸出矽晶片的印表機。
該裝置由日本精工愛普生公司的材料科學家正博古澤和他的同事們創造,它噴射出聚矽烷,一種矽和氫的聚合物。一旦鋪設好,就可以在廚房烤箱清潔溫度下烘烤,以驅除氫氣並留下結晶矽。這項技術為傳統的微晶片生產工藝提供了一種替代方案,傳統工藝需要提純、模版印刷和蝕刻矽——這一系列工序既複雜又浪費:99% 的原始矽被浪費掉。矽印表機仍然很挑剔,無法生產出細節水平精細的晶片。然而,它可能會降低低解析度矽器件(如顯示電路和太陽能電池)的成本。
未來的小工具使用者也會可憐地回顧那些流經這些電路的東西。目前,電路透過電子的存在或不存在來傳遞訊號,忽略了粒子的自旋(旋轉的量子模擬)。新興的自旋電子學技術,或稱“自旋電子學”,旨在利用這種浪費的資訊。到目前為止,它唯一的應用是在硬碟驅動器中。研究人員還在尋求將其應用於計算處理的邏輯閘,尤其因為翻轉電子的自旋比改變其運動方向所需的能量更少。障礙在於,檢測和操縱自旋需要磁鐵,而磁鐵很難整合到矽電路中。
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加州大學聖地亞哥分校的物理學家哈南·德里和他的同事們現在提出了一種可行的邏輯閘設計。固定磁鐵和電壓水平的組合根據電子的自旋和所需的門功能來引導電子。該團隊概述了一個基於該邏輯閘的自旋電子計算機的方案,但它是否能在實踐中奏效還有待觀察。