Электрическое поле управляет намагниченностью в полупроводнике

-->

В конце сентября появилось сообщение, что в группе Hideo Ohno из Tohoku University (Япония), работающей в области полупроводниковой спинтроники, получен новый замечательный результат: электрическое поле может переключать намагниченность в устройстве на основе полупроводника (Ga,Mn)As [1].

Рис. Принцип действия устройства: потенциал на затворе (пленки Cr и Au) существенно изменяет концентрацию дырок в полупроводнике (Ga,Mn)As, что влияет на магнитную анизотропию материала, приводя к переориентации вектора намагниченности

Принцип действия устройства схож с основной идеей полевого транзистора (см. рис.): изменение электрического потенциала на затворе изменяет концентрацию дырок в полупроводниковом материале, отделенном от затвора слоем изолятора. Спецификой данного устройства является то, что изменение концентрации сказывается не только на проводимости материала, но и на магнитной анизотропии вещества, изменяя направление оси легкого намагничивания от к , что, в свою очередь, приводит к повороту намагниченности на 90 градусов.

Управление магнетизмом в полупроводниках электрическим полем идея сама по себе не новая (см. например, ПерсТ 15, вып.10 (2008)), однако до сих пор оно основывалось на управлении обменным взаимодействием между ионами марганца, позволяя «включать» или «выключать» магнетизм, балансируя вблизи точки Кюри [2]. В данном же случае переключается вектор намагниченности в исходно магнитном состоянии, далеко от точки Кюри, и, следовательно, мало зависящем от температурных флуктуаций. Немедленному использованию данного эффекта в устройствах компьютерной памяти препятствует одно досадное обстоятельство: температуры, при которых полупроводник (Ga,Mn)As является магнитным, далеко не комнатные (температура Кюри ~ 70 K). В этом плане гораздо лучше обстоят дела с магнитоэлектрическими веществами, демонстрирующими аналогичные эффекты при комнатной температуре («Электрошок для магнитных доменов», ПерсТ 15, вып. 9 (2008)).

А. Пятаков

  • 1. D.Chiba et al., Nature 455, 515 (2008)
  • 2. H.Ohno et al., Nature 408, 944 (2000)
Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (3 votes)
Источник(и):

ПерсТ