Ток для трёхмерной структуры электронного чипа ищут физики

Ток для трёхмерной структуры электронного чипа ищут физики

С целью повышения эффективности микрочипов, активно исследуются трёхмерные структуры. Однако компоненты спинтроники, функционально опирающиеся на спин электрона, но не на заряд, существуют плоской структурой. Поэтому чтобы создать соединения с трёхмерной электроникой, физики университета Гронингена создали изогнутые спиновые транспортные каналы. Обнаружилось, что новая геометрия позволяет независимо настраивать заряд и спиновые токи.

Независимая настройка спиновых и зарядных токов

Как настроить спиновый ток при помощи геометрии и как создать транспорт внутри трёхмерной наноструктуры? Спин электрона — это квантово-механическое свойство (магнитный момент), который можно использовать для передачи или хранения информации. Технологически квантово-механическое свойство уже используется при построении современных модулей памяти и, как выясняется, также успешно допускает использование в логических схемах.

Учёные, организаторы экспериментов, использовали подложки на основе оксида кремния с бороздками, созданными ионным пучком, разработанным российскими физиками, представителями HZDR (Дрезден). Специалисты уже выращивали алюминиевые наноканалы, пересекающие бороздки. В новой изогнутой архитектуре толщина алюминия изменяется наноразмерными параметрами, короче длины спиновой релаксации.

Исследователи применяли бороздки разных размеров, измеряя при этом, как сопротивление вращению, так и зарядные токи. В результате обнаружилось, что изменения размера бороздки оказывает разное влияние на вращение и перенос заряда в канале. Поэтому специалистам удалось независимо настроить спиновые и зарядные токи, исходя из геометрии канала.

Между тем, учёные-коллеги, представляющие Утрехтский университет, создали теоретическую модель, описывающую это явление. Созданная теория понятно демонстрирует, что допустимо независимо настраивать характеристики вращения и заряда, используя только форму материалов.

Преодоление технологических препятствий

Налицо преодоление существующих технологических препятствий для применения спинтроники в области  современной электроники. Расширение низкоразмерных структур в трёхмерное пространство позволяет обеспечить средства для изменения традиционных функциональных возможностей. Упоминаются даже возможности запуска совершенно новых функциональных методов путём надлежащего изменения формы реальных материалов.

Это открытие видится важным, потому что позволяет учёным настраивать компоненты спинтроники так, чтобы получить соответствие, как спиновому току, так и току заряда электронных схем. Открытие позволяет эффективно интегрировать:

  • спиновые инжекторы,
  • детекторы сигналов,
  • спиновые транзисторы,

в состав современных трёхмерных схем. Открытие поможет создать более энергоэффективную электронику, поскольку спинтроника является привлекательным способом создания устройств с низким энергопотреблением.


При помощи информации: RUG