في تجربة مثيرة قد تفتح آفاقا واسعة أمام تطوير حواسيب أسرع وأكثر قوة، اكتشف العلماء أن بإمكان إلكترونات الألماس نقل المعلومات بطريقة الدوران السريع (سبن). لكن مع ذلك فإن النتائج التي توصلوا إليها تعتبر خطوة أولى في طريق طويل.

تعتبر التجربة خطوة أولى في طريق طويل لكنها قد تقود يوما ما إلى صنع ترانزستورات ألماسية (الأوروبية-أرشيف)

اكتشف العلماء للمرة الأولى أن المعلومات يمكنها الانتقال عبر سلك من الألماس, لكن المثير في التجربة أن الإلكترونات لم تجر عبر الألماس كما تفعل في الإلكترونيات التقليدية ولكنها ثبتت في مكانها ومررت لكل منها تأثيرا مغناطيسيا على طول الوصلة، بأمر يشبه حركة الأمواج التي تؤديها الجماهير في مدرجات كرة القدم.

وأطلق العلماء على هذا التأثير المغناطيسي اسم "سبن" (الدوران السريع)، ويقولون إنه قد يستخدم في يوم ما لنقل البيانات في دوائر الحاسوب- وهذه التجربة الجديدة، التي تمت في جامعة أوهايو ستيت للأبحاث العلمية في مدينة كولومبوس بولاية أوهايو الأميركية، كشفت أن الألماس ينقل تأثير "سبن" (الدوران السريع) أفضل من أي مواد معدنية أخرى اختبر فيها الباحثون من قبل هذا التأثير.

ويعمل الباحثون في مختلف أنحاء العالم على تطوير ما يسمونه "سبنترونيك"، الذي يمكن أن يجعل من الحواسيب أسرع وأقوى بكثير مما هي عليه الآن.

يقول قائد فريق البحث كريس هامل، العالم في مجال الفيزياء التجريبية في الجامعة المذكورة، إن الألماس يملك الكثير من فرص التفوق في مجال "سبنترونيك"، فهو صلب وشفاف وعازل إلكترونيا، ومقاوم للتلوث البيئي ومقاوم للأحماض، ولا يحتفظ بالحرارة مثل أشباه الموصلات.

ويضيف أن الألماس مادة خاملة، لا يمكن أن تفعل أي شيء بها، "وهو بالنسبة للعلماء ممل إلا إذا كنت ملزما العمل به"، لكن من المثير التفكير بالكيفية التي سيعمل بها في الحاسوب، حسب قوله.

ويؤكد هامل أن ثمن سلك الألماس لا يصل إلى ثمن خاتم خطوبة، فهو يكلف مجرد مائة دولار، نظرا لأنه ألماس اصطناعي وليس طبيعيا، مشيرا إلى أن النتائج التي توصلوا إليها تمثل خطوة أولى صغيرة في طريق طويل قد يقود يوما ما إلى صنع ترانزستورات ألماسية. لكن ما عدا ذلك فإن هذا الاكتشاف قد يغير الطريقة التي يدرس بها العلماء تأثير "سبن".

التجربة
تبلغ الإلكترونات حالات مختلفة من الدوران تبعا للاتجاه الذي تدور به، أعلى أو أسفل. وفي التجربة المذكورة وضع فريق هامل سلكا رفيعا من الألماس في مجهر لقياس قوة الرنين المغناطيسي، واكتشفوا أن حالة دوران الإلكترونات داخل السلك اختلفت تبعا لنمطها.

وقال هامل "لو كان هذا السلك جزءا من حاسوب، فإنه سينقل المعلومات"، مؤكدا أنه لا مجال للشك بأنه سيكون بإمكانك القول في الطرف البعيد من السلك ما كانت عليه حالة دوران الجزيء الأصلي في بداية السلك.

ويوضح أنه عادة لا ينقل الألماس حركة الدوران السريع على الإطلاق لأن ذرات الكربون فيه مقفلة معا، حيث يتصل كل إلكترون بشدة بالإلكترون المجاور. لذلك كان على الباحثين تغذية السلك بذرات النيتروجين حتى تتشكل إلكترونات غير متزاوجة يمكن لها الدوران. وقد ضم السلك ذرة نيتروجين واحدة لكل ثلاثة ملايين ذرة ألماس لكن هذا المقدار كان كافيا لجعل السلك ينقل حركة الدوران.

بقي أن نشير إلى أن نتائج هذه الدراسة العلمية نشرت في عدد 23 مارس/آذار من مجلة "نيتشر نانوتكنولوجي" الشهرية البريطانية.

المصدر : مواقع إلكترونية