Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Komponenter | 02 mars 2009

Stort framsteg för spinntroniken

Spinntronik Àr ett forskningsfÀlt som vÀntas revolutionera mikroelektroniken. Men hittills har ingen lyckats fÄ tekniken att fungera i rumstemperatur i en halvledare, som anvÀnds i dagens mikro- och optoelektronik. En grupp ledd av fysiker vid Linköpings universitet presenterar nu i den högrankade vetenskapliga tidskriften Nature Materials en lösning som gör spinntroniken praktiskt anvÀndbar.
I klassisk elektronik Àr det elektronernas laddning som förmedlar informationen - en krets Àr antingen av eller pÄ, 0 eller 1. Men elektronen har ocksÄ en annan anvÀndbar egenskap, nÀmligen dess "spinn", vilket kan liknas vid jordens rotation runt sin egen axel. Genom att styra och kontrollera elektronspinnet Àr det möjligt att lagra data tÀtare och processa dem mÄnga gÄnger snabbare och med lÀgre energiförbrukning Àn med nuvarande teknik.

Spinntroniken öppnar vÀgen för integration av elektronik, fotonik och magnetik i en enda teknologi, med komponenter som har mÄnga olika funktioner. En stor utmaning har varit att i rumstemperatur effektivt skapa elektroner med samma spinn i en halvledare, som vanligtvis har samma antal spinn-upp och spinn-ned-elektroner.

Det problem som LiU-professorerna Weimin Chen och Irina Buyanova (Bouianova) och deras medarbetare nu löst handlar om att manipulera spinnet hos de elektroner som sitter pÄ defekter i kristallstrukturen, sÄ att en tillrÀckligt stor andel av ledningselektronerna fÄr samma spinn. Till skillnad frÄn tidigare Ästadkoms detta i rumstemperatur, i ett icke-magnetiskt material och oberoende av yttre magnetfÀlt.

Forskarna uppfann en ny typ av spinnfilter i ett halvledarmaterial bestÄende av gallium-kvÀve-arsenid (GaNAs). De har visat att filtret bara slÀpper igenom de elektroner som har den önskade spinnriktningen och sorterar bort de andra. Effekten kan liknas vid den i ett par polaroidglasögon, som omvandlar slumpmÀssigt orienterat ljus till ett polariserat, dÀr alla vÄgor följer samma bana.

Principen i det nya spinnfiltret bygger pÄ att man fört in defekter i halvledarmaterialets kristallstruktur. Defekter betraktas vanligen som skadliga för materialet och komponenterna, eftersom de "stjÀl" elektroner och dÀrmed hindrar dem frÄn att leda ström eller sÀnda ut ljus. Men nÀr man manipulerar deras spinn blir "bovarna" i stÀllet "hjÀltar" eftersom de tvingas att enbart stjÀla elektroner med önskat spinn.

- VÄr uppfinning öppnar vÀgen för att konstruera elektroniska komponenter som till exempel kan förbÀttra verkan i existerande lysdioder och lasrar. Den kan ocksÄ anvÀndas för att skapa nya typer av spinntronikkomponenter som spinnlysdioder, spinnlasrar och spinntransistorer. Vi förvÀntar oss att detta nya koncept för spinnfilter kommer att tillÀmpas pÄ andra material inom en rad olika anvÀndningsomrÄden, sÀger Weimin Chen.
Annons
Annons
Annons
Annons
Visa fler nyheter
2019-01-11 20:28 V11.10.27-2