新的自旋电子学

新的自旋电子学

现代计算机技术基于半导体中的电荷传输。但这项技术的潜力将达到其极限在不久的将来,因为部署组件不能进一步小型化。但是,还有另一种选择︰ 使用电子自旋,而不其电荷传输信息。一组科学家从慕尼黑和京都议定书现在证明这是如何工作。

计算机和移动设备继续提供更多的功能。这一业绩激增的基础已逐步扩展的小型化。然而,有小型化成为可能,也就是说,任意大小的减少将不可能与半导体技术程度的基本限制。

世界各地的研究者因而正在替代。特别是有希望的方法涉及到所谓的自旋电子学。这种利用电子拥有,除了自旋角动量 — — 电荷的事实。专家们希望能使用此属性来增加的信息密度,同时未来电子产品的功能。

与在日本的京都大学的同事瓦尔特私人研究所 (WMI) 和慕尼黑技术大学 (TUM) 在加兴的科学家现在显著的物质系统中表明自旋信息在室温下的运输。

独特的边界层

在实验中,他们表现出生产、 运输和铝酸镧材料 (LaAlO2) 和钛酸锶 (SrTiO3) 之间的边界层中电子自旋的检测。此物质系统便与众不同的就是在两个非导电材料界面上形成了一个极薄的导电层︰ 所谓的二维电子气。

德国日本团队现在显示这种二维电子气体运输不仅电荷、 自旋。”为此我们首先必须克服几个技术障碍,”请说博士 Hans Hübl,科学家在椅子为技术物理系 TUM 和瓦尔特私人研究院副院长。”两个关键问题是︰ 如何可以自旋转移到二维电子气和如何可以证明运输吗?”

通过旋转的信息传输

科学家们解决了自旋转移使用磁场触头。微波辐射强迫及其电子岁差运动,类似于顶部的抖动的议案。就像一件上衣,在这项议案不会永远,但相反,削弱了在时间 — — 在这种情况下通过传授其自旋上二维电子气。

电子气然后运输到非磁性接触位于一微米的联系人旁边的旋转信息。非磁性接触吸收的自旋,建立过程中电位检测自旋输运。测量这种潜力允许研究人员系统地调查运输的自旋和论证可行性桥距离达到今天的晶体管的距离要比大一百倍。

基于这些研究结果,科学家小组现在正在研究到什么程度自旋电子元件与新型功能可以实现使用此系统的材料。

这项研究资助在集群的卓越”纳米技术倡议慕尼黑”(NIM) 上下文由德国研究基金会 (DFG)。

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