Spintronika: kanalizacija žemyn | NPP Azijos medžiagos

Spintronika: kanalizacija žemyn | NPP Azijos medžiagos

Anonim

Sukimosi lauko tranzistorius, kontroliuojantis elektronų sukimąsi su vartų įtampa, buvo eksperimentiškai realizuotas.

Nors įprasti elektroniniai prietaisai koduoja informaciją, pagrįstą įkrovimo buvimu ar nebuvimu, „spintronika“ pagrįsti prietaisai vietoj to naudoja elektronų sukinio savybes. Tai turi galimų greičio, grandinės tankio ir energijos suvartojimo pranašumų, tačiau suktis ir surasti sukinius yra sudėtinga. Sukimosi lauko efekto tranzistorius (FET) sukasi sukimosi poliarizuotą srovę, tekančią tarp jo šaltinio ir kanalizacijos kontaktų, naudojant įtampą, įtaisytą prietaiso vartams. Nepaisant to, kad nuo to laiko, kai pirmą kartą buvo pasiūlytas 1990 m., Buvo atlikta daug tyrimų, eksperimentinis eksperimentas su sukimosi FET buvo neįmanomas. Dabar Joonyeonas Changas ir kolegos iš Korėjos mokslo ir technologijos instituto bei Sejongo universiteto kartu su Marku Johnsonu iš JAV karinių jūrų laivų tyrimų laboratorijos pirmą kartą eksperimentavo su nugaros FET 1 .

Tyrėjų įrenginyje sukiniai-poliarizuoti elektronai įpurškiami iš feromagnetinio šaltinio kontakto į kanalą, kurį sudaro dvimatės elektronų dujos puslaidininkiniame indžio arsenide (InAs). Antrasis feromagnetas yra naudojamas kaip nutekėjimo kontaktas. Kad elektronai galėtų praeiti per tranzistorių, elektronų sukinys turi sutapti su kiekvieno kontakto įmagnetinimo kryptimi. Nors elektronai keliauja per kanalą, verpimo kryptis sukasi arba 'pirmtakai', veikiant vartų įtampai, atsiranda dėl reiškinio, vadinamo Rashba spin-orbitos sujungimu. Šio sukimosi greitį galima valdyti vartų įtampa, leidžianti elektronų sukinius suderinti su kanalizacijos kontakto magnetizacija tik esant tam tikrai vartų įtampai.

Image

1 pav. Spintronic prietaisų sukinio precezijos savybės nanoelektronikai žadamos.

Remiantis šiuo mechanizmu, tyrimo komandos pagamintas eksperimentinis įtaisas sukūrė sukinį FET: kanalo laidumą, kurį modifikavo vartų įtampa. Papildomi duomenys apie kanalo laidumo moduliavimą, nesant vartų efekto, ir atsižvelgiant į temperatūrą, patvirtino, kad poveikis turi būti atliekamas kontroliuojant vartų elektroną. Laidumo moduliacijų dydžio ir dažnio modeliavimas taip pat atitiko eksperimentinius duomenis.

Atminties įrenginio, pagaminto naudojant sukinį FET, pranašumas yra tas, kad jis yra nepastovus - nereikalaujama galios duomenims saugoti - nes šaltinio ir kanalizacijos įmagnetinimo kryptys nesikeičia, kai įrenginys nėra maitinamas. „Spin FET“ taip pat gali būti naudojamas atminties ir skaičiavimo funkcijoms derinti, skirtingai nei šiuolaikinių kompiuterių tranzistoriai.

Autoriai

Šį tyrimo akcentą patvirtino originalaus straipsnio autorius, o visus empirinius duomenis pateikė pats autorius.