News image News image News image News image News image News image News image News image


Еще раз про кремниевую спинтронику
Нанотехнологии как наука - Наноматериалы

еще раз про кремниевую спинтронику

Демонстрация инжекции спин-поляризованного тока в кремний и – далее – в светодиод из GaAs.

На протяжении нескольких десятков лет фундаментом информационных технологий служила полупроводниковая электроника, основанная на операциях с электрическими зарядами электронов. Но улучшать характеристики полупроводниковых интегральных схем с каждым годом становится все труднее и труднее.

«Зарядовая электроника» почти исчерпала свои ресурсы. Одной из возможных альтернатив является «спиновая электроника» – спинтроника, в которой функции зарядов выполняют электронные спины. Существенный прогресс достигнут в экспериментах со спиновым током в полупроводнике GaAs [X.Lou et al., Nature Phys. 3, 197 (2007)]. Но для широкомасштабного коммерческого использования идей спинтроники требуется гораздо более технологичный материал, в идеале – все тот же кремний.
Задача инжекции спин-поляризованного тока из ферромагнитного электрода в полупроводник кажется простой лишь на первый взгляд. Она осложняется сильным различием электрических проводимостей полупроводника и ферромагнитного металла, из-за чего приложенное к контакту напряжение падает в полупроводнике почти до нуля. Выход состоит в использовании туннельного барьера, сопротивление которого велико и зависит от направления спина электрона. Это относится ко всем полупроводникам.
Что касается собственно кремния, то с ним связана и еще одна проблема, обусловленная спецификой его электронной зонной структуры, а именно – непрямыми межзонными переходами носителей. Это (в отличие от GaAs) препятствует непосредственному количественному анализу поляризации электронных спинов путем измерения поляризации света, испускаемого при излучательной рекомбинации инжектированных в кремний электронов с дырками.
Первое убедительное экспериментальное доказательство возможности инжекции спинов из ферромагнетика в кремний было получено лишь недавно [I.Appelbaum et al., Nature 447, 2995 (2007)]. Однако спин-поляризованный ток при этом оказался очень небольшим из-за сложной конструкции использованной в [I.Appelbaum et al., Nature 447, 2995 (2007)] многослойной структуры. В работе [B.T.Jonker et al., Nature Phys. 3, 542 (2007)] сотрудникам Naval Research Laboratory (США) удалось добиться как минимум 10-процентного различия между силами токов, создаваемых электронами с разной ориентацией спинов при их туннелировании в кремний из контакта Fe через барьер Al2O3. Более того, вырастив структуру Fe/Al2O3/Si на светодиоде GaAs, авторы [B.T.Jonker et al., Nature Phys. 3, 542] показали, что спины остаются поляризованными и после прохождения границы Si/GaAs (см. рис.), причем вплоть до T = 125 К.
В дальнейшем, изменяя толщину слоя Si, можно будет определить характерную длину, на которой сохраняется спиновая поляризация. Разработанная в [B.T.Jonker et al., Nature Phys. 3, 542] методика инжекции спинов в кремний позволяет вплотную приступить к конструированию новых кремниевых спин-электронных устройств, например, спиновых полевых транзисторов, в которых проводимость определяется относительной намагниченностью ферромагнитных контактов/

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Применение нанотехнологий

Истинные истребители в пятом поколении

News image

Выполнению боевой задачи способствует изворотливость, умение прятаться и действовать по обстоятельствам. Ради таких качеств можно со...

Нанобетон пошел в массы

News image

В Петербурге начинается выпуск бетонов с применением наномодификаторов. Главное преимущество использования таких добавок — создание вы...

История нанотехнологий

News image

Учёным и технологам давно известно, что весьма мелкие частицы различных веществ обладают свойствами не адэкватными св...

Как превратить парниковые газы в чистое

News image

Трансформация парникового газа в полностью сгорающее топливо предлагает несколько преимуществ, одно из которых цена. Эта идея ле...

Очистка воды через нанотрубки

News image

Нанотехнологии помогут обеспечить питьевой водой регионы мира, страдающие от засухи, а так же области с за...

Космические каскады. Трехкаскадные арсен

News image

В космических аппаратах применяют два вида солнечных батарей – кремниевые и арсенид-галлиевые на германиевой подложке. Пе...

Раскрыта тайна треугольных снежинок

News image

Снегопад вопросов о таинственной треугольной форме снежинки вскоре может ослабеть, благодаря новым исследованиям по формированию сн...

Цеолиты: теперь еще объемнее!

News image

Цеолиты - кристаллические нано пористые твердые тела с диаметром пор приблизительно 1 нм - ис...

Новости нанотехнологий

Кремниевые нанотрубки выращивают без применения золота

Кремниевые нанопроволоки помогут уменьшить размеры микрочипов. Ученые из Института Физики микроструктур Макса Планка в Галле впервые разработали нанопроволоки на кре...

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из графена желаемой формы оказалась подвластна капелькам воды – о пластичности графеновых наноструктур сообщают химики из...

Влияние полярности электрического поля на рост вертикал

Одно из наиболее перспективных направлений использования углеродных нанотрубок (УНТ) связано с разработкой холодных полевых эмиттеров на их основе. Уникальные особенности та...

Наноальтернатива таблеткам

  Одним из первых медицинских применений нанотехнологии стало разработанное учеными из США быстродействующее лекарство от импотенции, которое сможет соперничать таблетками Частицы препарата ...

Композиты медицинские «MBM — ЛН»

Справка о применении в клинической практике композитного материала «MBM — ЛН» Композитный материал «MBM — ЛН» представляет собой ткань черного цвета. Развитая по...

More in: Технологии, Наноматериалы, Наномедицина, НаноТехника , Новости

Популярные заметки:

Космический лифт и нанотехнологии

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой находится на...

Ученые Северной Каролины разрабатывают гибкие антенны

Антенны не только для того, чтобы слушать радио. Они используются во всем, начиная с сотовых телефонов и заканчивая GPS. Исследование го...

Бактерии приводят в движение крошечные наномеханизмы

Шестерни в миллион раз более массивные, чем бактерии , говорит главный исследователь Игорь Аронсон. Возможность использовать и контролировать эне...

Распыляемые фотоэлементы заряжают энергией практически

Громоздкие и дорогие фотоэлектрические панели уже в прошлом. Что готовит нам будущее? На целые здания, крыши и даже окна распыляются революционные че...

Физики создали новую форму углерода

В графите каждый слой повернут относительно нижележащего на 60 градусов (на иллюстрации). В МЭГ этот угол равен 30 градусам. МЭГ состоит из углеродных сл...

Your are currently browsing this site with Internet Explorer 6 (IE6).

Your current web browser must be updated to version 7 of Internet Explorer (IE7) to take advantage of all of template's capabilities.

Why should I upgrade to Internet Explorer 7? Microsoft has redesigned Internet Explorer from the ground up, with better security, new capabilities, and a whole new interface. Many changes resulted from the feedback of millions of users who tested prerelease versions of the new browser. The most compelling reason to upgrade is the improved security. The Internet of today is not the Internet of five years ago. There are dangers that simply didn't exist back in 2001, when Internet Explorer 6 was released to the world. Internet Explorer 7 makes surfing the web fundamentally safer by offering greater protection against viruses, spyware, and other online risks.

Get free downloads for Internet Explorer 7, including recommended updates as they become available. To download Internet Explorer 7 in the language of your choice, please visit the Internet Explorer 7 worldwide page.