appareils �lectroniques futurs: spintronique des recherches apportera nouveau m�canisme d'�conomie d'�nergie!

EXAMEN

R�cemment, l'Institut de Tokyo des scientifiques japonais de la technologie ont propos� un nouveau type de mat�riau quasi-unidimensionnel, le potentiel pour les applications spintronique. Ils �largissent la simulation pour d�montrer les propri�t�s de rotation de ces mat�riaux, et explique les m�canismes derri�re ces comportements.

fond

Une cl� �lectronique ayant deux propri�t�s: la charge et de spin.

Ce frais de propri�t�, beaucoup de mes amis ne sont pas familiers. En physique secondaire, nous avons appris � travers: une orientation actuelle de la charge mobile. Il est l'utilisation d'un ordinateur conventionnel actuel aux donn�es de transfert et des informations de processus. Cependant, l'ordinateur conventionnel actuel mais aussi apporter une partie du goulot d'�tranglement de l'appareil �lectronique, il y a deux aspects principaux: consommant l'�nergie �lectrique, beaucoup de chaleur. De plus, avec l'av�nement de l'�re de Hou Moer, les performances des appareils �lectroniques approchent leurs limites physiques.

Faites tourner la propri�t�, mais n'a pas re�u assez d'attention. Jusqu'en 1925, GE Uhlenbeck et ancienne SA pr�sente Schmidt inspir�s par le principe d'exclusion de Pauli, l'analyse de la spectroscopie atomique de certains r�sultats exp�rimentaux, le moment magn�tique de spin propos� de l'�lectron a des propri�t�s de rotation, ainsi que associ�es au spin �lectronique . A partir de l�, les gens ont commenc� � r�aliser et a progressivement commenc� � �tudier les propri�t�s de spin des �lectrons.

Spin propri�t�s physiques inh�rentes �lectroniques quantiques. Il peut �tre comprise comme un moment angulaire, ou � haut � ou � bas �. Il donne un moment magn�tique �lectronique, moment magn�tique qui peut �tre utilis� � l'information de transmission ou un magasin. mat�riau spintronique (les m�mes que les p�les de l'aimant de la barre) dans le mat�riau d'enregistrement de donn�es binaires par le � haut � direction du spin des �lectrons ou � vers le bas �.

(Source: R�f�rence [3])

Par rapport � l'�lectronique classique, spintronique la chaleur g�n�r�e par le petit appareil, utilisez tr�s peu d'�nergie. ordinateur Spin, l'enregistrement des donn�es d'�nergie n�cessaire en m�moire est presque nulle. ordinateur Spin peut instantan�ment commencer, son potentiel que l'ordinateur moderne plusieurs fois plus grande. En utilisant � spin �lectronique �, les performances des appareils �lectroniques augmentera, apportera �galement de nombreuses nouvelles applications.

Les scientifiques du monde entier ont utilis� des propri�t�s �lectroniques de spin � de mat�riel sp�cial �, pour cr�er une logique de spintronique correspondants et dispositifs m�moire. Avant il a �galement introduit un certain nombre de cas connexes, tels que:

(A) Universit� de Californie, Riverside ing�nieurs rapport d'un simple sandwich comme le silicium � deux couches et Permalloy (Permalloy), la technologie de d�tection de courant efficacit� de spin.

(Source: Universit� de Californie, Riverside)

(B) L'Universit� du Texas � Dallas scientifiques ont con�u un nouveau type de dispositif informatique: Des p�riph�riques logiques de spin de carbone. Il est enti�rement en carbone, en utilisant les principes spintroniques de la science. Plus petit que celui de la performance du transistor de silicium est meilleur dans le futur est appel� � remplacer les transistors de silicium.

�Comme indiqu� ci-dessous: a nanorubans de graph�ne magn�tor�sistifs, d�roul� comme �l�ment de fixation g�n�ralement situ�s sur les nanotubes de carbone. sous r�serve de graph�ne nanoruban � deux nanotubes de carbone parall�les. Lorsque toute la tension est constante, tous les courants sont unidirectionnelles. l'amplitude du courant de commande d'entr�e et de la direction relative des nanotubes de carbone ICTRL, d�termine l'amplitude du courant du champ magn�tique B ignr, magn�tisation de bord nanorubans de carbone de graph�ne, sortie.

(Source: R�f�rence [4])

(C) Les chercheurs de l'Universit� de Groningen et l'Universit� de Regensburg, Allemagne optimis�s construits en bicouche dispositif de graph�ne, qui a une longue anisotrope de la vie et de la vie spin-spin �lectriquement contr�lable. Son application pratique potentielle comprennent des dispositifs logiques � base de spin.

(Source: Talieh Ghiasi / Van Wees Lab / Universit� de Groningen)

(D) Universit� nationale de Singapour a conduit l'�quipe de recherche internationale a invent� un nouveau type de dispositif qui utilise des aimants ferreux magn�tiques. Par rapport � m�moire num�rique � spintronique � commercial, 20 fois plus �lev� dispositif de commande d'efficacit� de cette information num�rique, 10 fois plus grande stabilit�.

(Source: Universit� nationale de Singapour)

innovation

(Source: Tokyo Institute of Technology)

technologie

Comme cela est d�crit dans la section Contexte, les chercheurs du monde entier qui essaient de trouver un moyen pratique de g�n�rer un courant de spin � travers un mat�riau ayant une structure n�cessaire pour les caract�ristiques de spin �lectronique.

effet Rashba-Bychkov (appel�e � l'effet Rashba �), impliquant la destruction de la sym�trie du spin-up et spin-down �lectrons s�par�s, cet effet devrait �tre utilis� aux fins ci-dessus.

Professeur agr�g� Yoshihiro Gohda Tokyo Institute of Technology et ses coll�gues proposent un nouveau m�canisme, par le biais d'une s�rie de simulation des mat�riaux quasi unidimensionnels � base d'indium d'adsorption de bismuth, produisant un courant de spin sans perte d'�nergie, ce qui d�montre l'�norme effet Rashba .

Quel est le mat�riau quasi-unidimensionnel?

mat�riau quasi-unidimensionnel se r�f�re � une direction � deux dimensions � l'�chelle nanom�trique, macroscopique longueur nouveaux nanomat�riaux, par exemple: fibres de carbone, nanotubes de carbone, nanotiges, des nanofils, les nanofils semi-conducteurs en fil quantique, r�seaux de nanofils.

Gohda explique: �Nous avons un m�canisme pour les applications spintronique, l'avantage qu'aucune rotation de g�n�ration de champ magn�tique externe courant non dissipant � Les avantages potentiels d'une �lectronique de spin simplifi�es, et qui est plus miniaturis�s.

Les chercheurs ont lanc� une simulation � partir de ces mat�riaux, une grande manifestation dans laquelle l'effet Rashba, en appliquant simplement une certaine tension peut �tre g�n�r�e courant de spin. Rashba par des diff�rences dans les caract�ristiques de ces mat�riaux comparer plusieurs variantes, la diff�rence est qu'ils filent caract�ristiques observ�es dans le mat�riau fourni une explication, et de fournir des conseils pour une exploration plus pouss�e de la mati�re.

valeur

Ce type d'�tude est importante parce que si nous voulons am�liorer encore les dispositifs �lectroniques, et au-del� de leurs limites physiques actuelles, alors nous avons besoin d'une nouvelle technologie.

Gohda a conclu :. � Notre �tude est importante pour sauver spintronique, mais aussi stimuler l'exploration suppl�mentaire pour diff�rents syst�mes Rashba unidimensionnelle �

De la m�moire plus rapide � l'ordinateur quantique, une meilleure compr�hension des avantages de l'utilisation du syst�me Rashba apportera un impact �norme.

mot-cl�

Mat�riel, rotation, �lectronique

Documents de r�f�rence

[1] https://www.titech.ac.jp/english/news/2018/043279.html

[2]

. [3] Y. S Bodnar et al, �criture et lecture antiferromagn�tique Mn2Au par N�el couples spin-orbite et une grande magn�tor�sistance anisotrope, Nature Communications 9, 24 Janvier 2018, DOI 10.1038 :. / s41467-017-02780-x

[4] Joseph S. Friedman et al, en cascade logique spintronique avec du carbone de faible dimension, Nature Communications (2017) :. DOI 10.1038 / ncomms15635

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