Микроминиатюризация: магнитный полупроводник толщиной в два атома

Со времен первых сотовых телефонов, которые весили до одного килограмма и работали от силы полчаса без подзарядки, в мире технологий произошло множество полезных усовершенствований, новаторских изобретений и революционных открытий. С течением времени гаджеты, которые мы используем практически каждый день, становятся меньше в габаритах, но больше в аспекте производительности. Этот процесс неминуемо движется в тупик, поскольку классические транзисторы не могут уменьшаться бесконечно, что бы там не требовали дизайнеры новых смартфонов или планшетов.

Следовательно, нужно отказаться от классики и создать нечто совершенно новое, что и сделали ученые из технологического института Стивенса (США). Сегодня мы рассмотрим исследование, в котором они описывают атомарно тонкий магнитный полупроводник, способный не только использовать заряд электрона, но и его спин. Что легло в основу нового полупроводника, как он был создан, и насколько производительна эта революционная новинка? Об этом нам расскажет доклад ученых.

Основа исследования

Спин это собственный момент импульса элементарных частиц. Спинтроника в свою очередь является разделом квантовой электроники, которая занимается изучением спинового токопереноса в твердотельных веществах. Другими словами, в отличие от классической электроники, в спинтронике перенос информации происходит посредством тока спинов.

В аспекте создания новых устройств многие ученые стараются получить полный контроль над спин-поляризованными носителями заряда. Одним из вариантов достижения этой цели является разбавленный магнитный полупроводник (РМП или DMS от dilute magnetic semiconductors). Обычный магнитный полупроводник объединяет в себе свойства ферромагнетиков и полупроводников. А вот разбавленный (или полумагнитный полупроводник) по сути является немагнитным полупроводником, в который внедрили определенное число парамагнитных атомов. К примеру, легирование элементов переходных металлов, таких как железо (Fe) и марганец (Mn), в немагнитные объемные полупроводники позволяет получить DMS.

Вопрос заключается в том, что эти DMS, хоть и показывают отличные результаты, но работают при весьма специфических температурах. Например, точка Кюри для разбавленного магнитного полупроводника (Ga,Mn)As с концентрацией легирования марганцем 5% достигается при 110 К, т.е. при –163.15 °C. В связи с этим ученые пытаются заставить DMS работать при комнатных температурах, чтобы полноценно воспользоваться их достоинствами за пределами лабораторий.

Подробнее
Пожалуйста, оцените статью:
Пока нет голосов
Источник(и):

Хабр