2019-10-01 07:00:01
弯曲的纳米通道可独立调节电荷和自旋电流

弯曲的纳米通道可独立调节电荷和自旋电流.jpg

为了提高微芯片的效率,目前正在研究3-D结构。但是,依靠电子自旋而不是电荷的自旋电子元件始终是平坦的。为了研究如何将它们连接到3-D电子设备,格罗宁根大学物理学家Kumar Sourav Das博士创建了弯曲的自旋传输通道。与他的同事们一起,他发现这种新的几何形状使得独立调谐电荷和自旋电流成为可能。研究结果于2019年9月13日在线发表在《纳米快报》上。

Das首先提出两个主要问题:如何使用几何形状调整自旋电流,以及如何在3-D纳米结构中产生自旋输运。电子自旋是一种量子力学性能,一种磁矩,可用于传输或存储信息。自旋已经在存储器中使用,也可以在逻辑电路中使用。

弯曲的架构

达斯说:“到目前为止,大多数自旋电子器件都基于扁平结构。我们想找出自旋电流在弯曲通道中的行为。”由Denys Makarov博士在德累斯顿HZDR设计的具有由离子束产生的沟槽的氧化硅衬底,Das可以生长穿过沟槽的铝纳米通道。在这种弯曲的结构中,铝的厚度在纳米尺度上变化,比自旋弛豫长度短。

Das使用了不同尺寸的沟槽,并测量了自旋电阻和充电电流。达斯解释说:“我们发现,沟槽尺寸的变化会不同地影响沟道中的自旋和电荷传输。” “因此,我们能够根据通道的几何形状独立地调整自旋和充电电流。”

新颖的功能

他的同事来自乌特勒支大学的Carmine Ortix博士创建了描述这种现象的理论模型。 Ortix博士说:“我们的理论清楚地表明,仅使用材料的形状就可以独立地调节自旋和充电特性。这种可能性克服了自旋电子学在现代电子学中的适用性所存在的技术障碍。” “将低维结构扩展到三维空间中,可以通过适当地调整真实材料的形状来提供修改常规功能甚至启动全新功能的手段。”

达斯说:“这一发现很重要,因为它使我们能够调节自旋电子元件以匹配电子电路的自旋电流和充电电流。” “它使自旋注入器和检测器或自旋晶体管能够有效地集成到现代3D电路中。”自旋电子学是制造低功耗设备的一种有吸引力的方式,这可能有助于创建更节能的电子产品。 “现在我们可以将模型用于目标设计渠道。”

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