RUS ENG

НАМ 20 ЛЕТ!

ГРУППА AMT&C - ФИНАЛИСТ РЕЙТИНГА «ТЕХНОУСПЕХ»


 

 


Спин - из магнита в кремний



30.11.2009

Спин - из магнита в кремний На рис: Схема устройства (сайт MESA+, Saroj P. Dash et al.)
Ученые из Голландии (the MESA+ Institute for Nanotechnology of the University of Twente) успешно передали «магнитную информацию» прямо в полупроводник, а именно, инжектировали спин-поляризованные электроны в кремний, где они некоторое время сохраняли свое направление. Впервые это удалось осуществить при комнатной температуре. Это достижение приближает возможность использования кремния как полупроводника в приборах спинтроники, которые могут в значительной степени изменить устройства хранения информации, компьютерную архитектуру и снизить потребление энергии до низкого уровня.
В отличие от обычной электроники, где используется заряд электрона, спинтроника оперирует спином электрона. В магнитных материалах ориентация спина может быть использована для хранения битов информации как «1» и «0».  
Рон Янсен (Ron Jansen) с коллегами из Университета Твенте приготовили «сэндвич»: сверху магнитный электрод из никеля и железа, внизу кремний и между ними тончайший слой оксида алюминия, всего в несколько атомных слоев (толщиной меньше нанометра). Толщина и качество этого слоя играют важную роль, подчеркивают ученые. Информация передается при прохождении электрического тока через оксид алюминия, который наводит намагниченность в полупроводнике с регулируемой величиной и направлением. Электроны в магнитном электроде поляризованы, у них большинство спинов направлено в определенном направлении. Электроны туннелируют через изолятор – оксид алюминия – в кремний, частично сохраняя свою поляризацию. Как обнаружили исследователи, информация о спине распространяется в кремнии на глубину в несколько сотен нанометров. Они смогли определить время жизни спина в кремнии, изучая форму разности напряжений в зависимости от силы прикладываемого поля. В кремнии n-типа время жизни составило около 140 ps, а в p-типа - 270 ps. За 200 ps спин успевает пройти несколько сотен нанометров, этого более чем достаточно, объясняет Янсен, чтобы изготовить схемы спинтроники, размеры которых составляют десятки нанометров и которые могут работать при частотах 10–100 GHz.
Небольшое время жизни, вероятно, связано с наличием контактов и добавок.
Теперь ученым предстоит создать новые электронные схемы и научиться манипулировать спином электрона в кремнии.
Electrical creation of spin polarization in silicon at room temperature, Nature 462, 491-494 (26 Nov 2009), doi:10.1038/nature08570. Saroj P. Dash, Sandeep Sharma, Ram S. Patel, Michel P. de Jong & Ron Jansen
http://www.universiteittwente.nl/organization/stories/doorbraak-in-spintronica-kan-leiden-tot-energiezuiniger-chips


Возврат к списку новостей