Interested Article - Спинтроника
- 2020-08-29
- 1
Спинтроника ( спиновая электроника ) — это область науки и техники, занимающаяся созданием, исследованием и применением электронных приборов ( электроника ), в которых спин электрона наравне с его зарядом используется для получения, обработки и передачи информации .
Ферромагнитные гетероструктуры
К типичным системам, в которых возможны эффекты спинтроники, относятся, в частности, гетероструктуры ферромагнетик - парамагнетик или ферромагнетик- сверхпроводник .
В таких гетероструктурах источником спин-поляризованных электронов (спин-инжектором) является проводящий ферромагнетик (проводник или полупроводник ), обладающий в намагниченном состоянии спонтанной, спиновой упорядоченностью носителей заряда; в ферромагнитных полупроводниках достигаются уровни значительно более высокие (до 100 %), чем в металлах (до 10 %). Во внешнем магнитном поле возможно зеемановское расщепление зоны проводимости в полупроводнике с формированием двух зеемановских энергетических подуровней. При инжекции спин-поляризованных электронов в такой полупроводник возможны управляемые переходы как на верхний, так и на нижний уровень, что даёт, в, частности, возможность создания инверсии населённости и, соответственно, генерации когерентного электромагнитного излучения с управлением частоты магнитным полем.
Другие эффекты возникают в джозефсоновских переходах с изолирующим ферромагнетиком: в этом случае возможно управление туннелированием с помощью внешнего магнитного поля.
Также возможно использование структур на основе силицена
Применение
- Твердотельный аккумулятор без химических реакций , который переводит электрическую энергию в постоянное магнитное поле и обратно (то есть как бы намагничивает током постоянный магнит, а размагничивая его обратно, даёт ток — что раньше считалось невозможным на макроуровне без движущихся частей даже теоретически; однако никакого противоречия с теорией здесь нет, так как движущимися частями тока в аккумуляторе являются элементарные носители спин-поляризованного тока).
-
Электронные компоненты:
- Компьютерная память типа STT-MRAM ( Spin Torque Transfer MRAM ), .
- Спиновые транзисторы , представляющие собой слоистую структуру «ферромагнетик — кремний — ферромагнетик — кремний с примесями». После прохождения первого ферромагнитного слоя электрический ток приобретает спин-поляризацию, которая частично сохраняется при движении через слой кремния (лучшее значение по состоянию на 2007 год — сохранение спиновой поляризации у 37 % электронов при температуре −73 °C и толщине слоя кремния до 350 мкм ), что позволяет управлять значением спинового тока на выходе путём изменения ориентации магнитных полей двух слоёв ферромагнетика (см. Гигантское магнитное сопротивление ) .
- Логические схемы , потенциально обладающие, по сравнению с современными CMOS -схемами, более высоким быстродействием (время задержки сигнала менее 1 нс), более низким тепловыделением (тепловыделение вентиля 10 −17 Дж) и не подверженные воздействию ионизирующих излучений .
См. также
Ссылки
- на « Компьютерре », 2005
- // Роснано
- // РИА Новости , 5 окт 2015
- в выпуске т/п « Чёрные дыры. Белые пятна » (выпуск за 12 декабрь 2020)
- // Хайтек+, 11 апреля 2021
Литература
- Борисенко Виктор Евгеньевич , Данилюк Александр Леонидович, Мигас Дмитрий Борисович. Спинтроника : учебное пособие. — 2-е. — М. : «Лаборатория знаний», 2021. — 232 с. — ISBN 978-5-93208-558-5 .
- Рязанов В. В. Джозефсоновский π-контакт сверхпроводник-ферромагнетик-сверхпроводник как элемент квантового бита. УФН, 1999. Т.169. № 8. С.920.
- Иванов В. А., Аминов Т. Г., Новоторцев В. М., Калинников В. Т. Спинтроника и спинтронные материалы. Изв. АН (Сер.хим.) № 11, 2004, С.2255-2303
- Воронов В.К. , Подоплелов А.В. Физика на переломе тысячелетий: конденсированное состояние, М., ЛКИ, 2012, ISBN 978-5-382-01365-7
- Prinz G.A. Spin-polarized transport. Physics Today , 1995. Vol.48..№ 4. P.353.
- Maekawa S. (Ed) Concepts in Spin Electronics, 2006
Примечания
- , с. 7.
- Наталия Лескова. Магнитный силицен — материал электроники будущего // В мире науки . — 2018. — № 7 . — С. 102-107 .
- // Мембрана (сайт)
- от 25 мая 2011 на Wayback Machine :: Nature
- от 13 сентября 2011 на Wayback Machine // Элементы - новости науки
- Компания Grandis , специализирующаяся на памяти с произвольным доступом типа от 25 октября 2020 на Wayback Machine // iXBT.com, 20 ноября 2010
Для улучшения этой статьи
желательно
:
|
- 2020-08-29
- 1