ترانزیستور اسپینی (Spin Transistor / Spintronic Transistor)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع ترانزیستورها (Transistor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
ترانزیستور اسپینی (Spin Transistor / Spintronic Transistor) :
ترانزیستور اسپینی (Spintronic Transistor) دسته ای از ترانزیستورها هستند که علاوه بر بار الکترون، از ویژگی اسپین (چرخش ذاتی) الکترون نیز برای پردازش اطلاعات استفاده می کنند. اسپین را می توان به عنوان یک گشتاور مغناطیسی کوچک در نظر گرفت که جهت آن (بالا یا پایین) می تواند نماینده بیت اطلاعات (۰ یا ۱) باشد.
معروف ترین طرح ترانزیستور اسپینی، پیشنهاد شده توسط داتا و داس (Datta-Das Spin Transistor) در سال ۱۹۹۰ است. این ترانزیستور از یک کانال نیمه هادی (مانند InGaAs) با دو تماس فرومغناطیسی به عنوان سورس و درین استفاده می کند. سورس اسپین های قطبیده (همه در یک جهت) را به کانال تزریق می کند. درین نیز به عنوان آشکارساز اسپین عمل می کند. با اعمال ولتاژ به گیت، می توان جهت اسپین ها را در کانال چرخاند (از طریق برهم کنش اسپین-مدار). اگر اسپین ها در انتها با جهت درین هم جهت باشند، جریان زیاد است؛ اگر مخالف باشند، جریان کم است.
\[ I \propto \cos\left(\frac{\Delta \theta}{2}\right) \quad \text{(زاویه نسبی اسپین)} \]مزایای ترانزیستور اسپینی: امکان طراحی با توان فوق عایده پایین (زیرا برای چرخاندن اسپین به انرژی کمی نیاز است)، سرعت بالا، و قابلیت ترکیب حافظه و منطق (حافظه غیرفرار). چالش ها: تزریق و تشخیص اسپین با بازده بالا در دمای اتاق، طول همدوسی اسپین محدود، و ساختارهای پیچیده.
ترانزیستورهای اسپینی هنوز در مرحله تحقیقاتی هستند و نمونه های عملی محدودند. با پیشرفت در مواد (مانند گرافن و TMDها) و فناوری نانو، امید به تحقق تجاری آن ها وجود دارد.
