小电流可以获得自旋电子学的巨大收益

2019-06-14 11:33:56 编辑：来源：

导读东京大学的研究人员创造了一个电子元件，展示了对未来几代计算逻辑和存储设备非常重要的功能和能力。它比以前尝试创建具有相同行为的组件的

东京大学的研究人员创造了一个电子元件，展示了对未来几代计算逻辑和存储设备非常重要的功能和能力。它比以前尝试创建具有相同行为的组件的功率效率高出一到两个数量级。这可以应用于新兴的自旋电子学领域。

自旋电子学研究了逻辑和存储器的高性能，低功耗元件的可能性。它基于将信息编码到电子自旋中的想法，这是与角动量相关的属性，而不是通过使用电子包来表示位。

解开自旋电子学潜力的关键之一在于能够快速有效地磁化材料。东京大学教授Masaaki Tanaka及其同事在这一领域取得了重大突破。该团队创造了一个元件，一个铁磁材料薄膜，其磁化强度可以通过施加非常小的电流密度完全反转。它们比先前技术所需的电流密度小一到两个数量级，因此该器件效率更高。

“我们正试图解决磁存储器件中磁化反转所需的大功耗问题，”田中说。“我们的铁磁半导体材料 - 砷化锰镓(GaMnAs) - 非常适合这项任务，因为它是一种高质量的单晶。较少有序的薄膜具有不希望的电子自旋倾向。这类似于电子材料中的电阻和这是我们试图减少的那种低效率。“

团队用于实验的GaMnAs电影在另一方面也很特别。由于称为分子束外延的制造工艺，它特别薄。使用这种方法，可以比试图使用多层而不是单层薄膜的其他类似实验更简单地构造器件。

“我们没想到在这种材料中磁化能够以如此低的电流密度反转;当我们发现这种现象时，我们非常惊讶，”田中总结道。“我们的研究将促进材料开发的研究，以实现更有效的磁化反转。这反过来将有助于研究人员实现自旋电子学的有希望的发展。”

标签：自旋电子学

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