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效率提高两个数量级!自旋电子学,取得重大突破!

2019-08-15 点击:891
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自旋电子学取得了重大进展!东京大学的研究人员创建了一个电子组件,演示了对未来几代计算逻辑和存储设备非常重要的功能和能力。与先前尝试创建具有相同行为的组件相比,功率效率提高了一到两个数量级。

这将应用于新兴的自旋电子学领域。自旋电子学探索了高性能,低功耗逻辑和存储器组件的可能性。它基于将信息编码为电子旋转的想法。

这是与角动量相关的属性,而不是使用电子封装来表示位。解开自旋电子学潜力的关键之一是能够快速有效地磁化材料。东京大学的Tanaka Masahiro教授及其同事在这方面取得了重大突破。该团队创造了一种元件,即铁磁材料薄膜,其磁化强度可以使用非常小的电流密度完全反转。这比先前技术所需的电流密度小一到两个数量级,因此这些器件的效率要高得多,并且研究人员正致力于解决磁存储器件的磁化反转所需的大功耗问题。

铁磁半导体材料镓锰镓砷(GaMnAs)是这项任务的理想选择,因为它是一种高质量的单晶。较少有序的电影具有翻转电子自旋的不良倾向。这类似于电子材料中的电阻,科学家们正试图降低这种低效率。另一方面,研究团队在实验中使用的GaMnAs薄膜也非常特殊。由于称为分子束外延的制造工艺,它特别薄。以这种方式,该装置可以比试图使用多层膜而不是单层膜的其他实验更简单地构造。

预计这种材料的磁化强度不会在如此低的电流密度下反转,研究人员在发现这种现象时会感到惊讶。研究将促进材料开发研究,以更有效地反转磁化,这反过来将有助于研究人员在自旋电子学领域取得有希望的发展,这项研究发表在《自然通讯》。自旋轨道转矩(SOT)是由大自旋轨道耦合的平面内电流引起的,这使得通过电流注入控制铁磁性的创新磁化方法成为可能。在传统的SOT双层系统中,磁化开关效率与界面质量和自旋霍尔效应的强度密切相关。

在垂直磁化的铁磁半导体GaMnAs的单层中施加电流能够实现有效的全SOT切换,具有约3.4cm×105cm的非常低的电流密度,这比典型的金属2所需的电流密度小两个数量级。层系统。这种低的所需电流密度是由于GaMnAs固有的体反转不对称性,以及其高质量的单结晶度和大的自旋极化。研究成果将有助于磁电子控制的发展及其在半导体器件中的实际应用。

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博科公园

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2019.07.31 13: 41

字数860

自旋电子学取得了重大进展!东京大学的研究人员创建了一个电子组件,演示了对未来几代计算逻辑和存储设备非常重要的功能和能力。与先前尝试创建具有相同行为的组件相比,功率效率提高了一到两个数量级。

这将应用于新兴的自旋电子学领域。自旋电子学探索了高性能,低功耗逻辑和存储器组件的可能性。它基于将信息编码为电子旋转的想法。

这是与角动量相关的属性,而不是使用电子封装来表示位。解开自旋电子学潜力的关键之一是能够快速有效地磁化材料。东京大学的Tanaka Masahiro教授及其同事在这方面取得了重大突破。该团队创造了一种元件,即铁磁材料薄膜,其磁化强度可以使用非常小的电流密度完全反转。这比先前技术所需的电流密度小一到两个数量级,因此这些器件的效率要高得多,并且研究人员正致力于解决磁存储器件的磁化反转所需的大功耗问题。

铁磁半导体材料镓锰镓砷(GaMnAs)是这项任务的理想选择,因为它是一种高质量的单晶。较少有序的电影具有翻转电子自旋的不良倾向。这类似于电子材料中的电阻,科学家们正试图降低这种低效率。另一方面,研究团队在实验中使用的GaMnAs薄膜也非常特殊。由于称为分子束外延的制造工艺,它特别薄。以这种方式,该装置可以比试图使用多层膜而不是单层膜的其他实验更简单地构造。

预计这种材料的磁化强度不会在如此低的电流密度下反转,研究人员在发现这种现象时会感到惊讶。研究将促进材料开发研究,以更有效地反转磁化,这反过来将有助于研究人员在自旋电子学领域取得有希望的发展,这项研究发表在《自然通讯》。自旋轨道转矩(SOT)是由大自旋轨道耦合的平面内电流引起的,这使得通过电流注入控制铁磁性的创新磁化方法成为可能。在传统的SOT双层系统中,磁化开关效率与界面质量和自旋霍尔效应的强度密切相关。

在垂直磁化的铁磁半导体GaMnAs的单层中施加电流能够实现有效的全SOT切换,具有约3.4cm×105cm的非常低的电流密度,这比典型的金属2所需的电流密度小两个数量级。层系统。这种低的所需电流密度是由于GaMnAs固有的体反转不对称性,以及其高质量的单结晶度和大的自旋极化。研究成果将有助于磁电子控制的发展及其在半导体器件中的实际应用。

自旋电子学取得了重大进展!东京大学的研究人员创建了一个电子组件,演示了对未来几代计算逻辑和存储设备非常重要的功能和能力。与先前尝试创建具有相同行为的组件相比,功率效率提高了一到两个数量级。

这将应用于新兴的自旋电子学领域。自旋电子学探索了高性能,低功耗逻辑和存储器组件的可能性。它基于将信息编码为电子旋转的想法。

这是与角动量相关的属性,而不是使用电子封装来表示位。解开自旋电子学潜力的关键之一是能够快速有效地磁化材料。东京大学的Tanaka Masahiro教授及其同事在这方面取得了重大突破。该团队创造了一种元件,即铁磁材料薄膜,其磁化强度可以使用非常小的电流密度完全反转。这比先前技术所需的电流密度小一到两个数量级,因此这些器件的效率要高得多,并且研究人员正致力于解决磁存储器件的磁化反转所需的大功耗问题。

铁磁半导体材料镓锰镓砷(GaMnAs)是这项任务的理想选择,因为它是一种高质量的单晶。较少有序的电影具有翻转电子自旋的不良倾向。这类似于电子材料中的电阻,科学家们正试图降低这种低效率。另一方面,研究团队在实验中使用的GaMnAs薄膜也非常特殊。由于称为分子束外延的制造工艺,它特别薄。以这种方式,该装置可以比试图使用多层膜而不是单层膜的其他实验更简单地构造。

预计这种材料的磁化强度不会在如此低的电流密度下反转,研究人员在发现这种现象时会感到惊讶。研究将促进材料开发研究,以更有效地反转磁化,这反过来将有助于研究人员在自旋电子学领域取得有希望的发展,这项研究发表在《自然通讯》。自旋轨道转矩(SOT)是由大自旋轨道耦合的平面内电流引起的,这使得通过电流注入控制铁磁性的创新磁化方法成为可能。在传统的SOT双层系统中,磁化开关效率与界面质量和自旋霍尔效应的强度密切相关。

在垂直磁化的铁磁半导体GaMnAs的单层中施加电流能够实现有效的全SOT切换,具有约3.4cm×105cm的非常低的电流密度,这比典型的金属2所需的电流密度小两个数量级。层系统。这种低的所需电流密度是由于GaMnAs固有的体反转不对称性,以及其高质量的单结晶度和大的自旋极化。研究成果将有助于磁电子控制的发展及其在半导体器件中的实际应用。

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