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

Нанобетон: мифы и реальность

News image

· В настоящее время, после того как с телеэкранов было объявлено о приоритетном развитии нанотехнологий, эт...

Секрет нанобомбы. Мода на приставку «нан

News image

Большинством анекдотов про нанотехнологии мы обязаны первому вице-премьеру Сергею Иванову, автору бессмертной фразы «Продукция на ос...

Наночастицы могут нанести вред ДНК челов

News image

Микробиологи из Университета Бристоля пришли к выводу, что наночастицы опасны для ДНК человека, поэтому концепция до...

В НАСА выбирают цель следующей миссии

News image

В настоящее время у НАСА имеется три предложения касательно целей будущей миссии, космический аппарат которой со...

Нанометрология (nanometrology)

News image

Любой человек в повседневной жизни встречается с необходимостью измерения. Чтобы приготовить вкусный обед, нужно смешать ин...

Теплопередача в графене больше, чем ожид

News image

В лаборатории IBM были проведены исследования теплопередачи между графеном и подложкой, на которой сформировано графеновое ус...

Почему наночастицы плавятся при низкой т

News image

При уменьшении размеров частицы изменяются не только её механические свойства, но также и её термодинамические ха...

Запуск Большого Адронного Коллайдера

News image

Сегодня, на границе Швейцарии и Франции учёные намерены запустить самый крупный из когда-либо существовавших ускоритель эл...

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...

Создан пластик для солнечных батарей

Как сообщает портал Earth & Sky, создан пластик, который способен применяться в солнечных батареях. Ученые, рабатющие над созданием нового вида со...

Обои смогут защитить здание от повреждений

Berry Plastics в сотрудничестве с Army Corp of Engineers разработала новые обои, которые способны защитить здания от повреждений. Обои под на...

Немецкий лазерный пинцет удостоен американской премии

Немецкая компания JPK Instruments (Берлин) была удостоена американской премии Prism Award for Photonics Innovation. Всего международное жюри оценивало более 135 прод...

Созданы фотоэлементы, которые строят себя сами

Ученые продемонстрировали простой и дешевый способ создания самоорганизующихся электронных устройств. В их основе лежит тот факт, что вода и жидкое масло не...

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.