麻省理工学院开发的新型磁性半导体

研究人员在麻省理工学院弗朗西斯·苦磁铁实验室(Francis Bitter Magnet Lab)开发了一种新型的磁性半导体,它可能会大大提高未来电子设备的计算能力和灵活性,同时大大降低其功耗。

这项工作是在四月号的四月号报道的自然材料欧洲杯足球竞彩

新材料是基于自旋的电子(或“ Spintronics”)领域迈出的重要一步,在该领域中,电子的自旋状态被利用以携带,操纵和存储信息。传统的电子电路仅使用电子的电荷态(电流或关闭),但是这些微小的颗粒也具有自旋方向(向上或向下)。欧洲杯猜球平台

笔记本电脑和iPod等设备已经使用SpinTronics将信息存储在其超高容量的磁硬盘驱动器中,但是使用电子旋转状态通过电路处理信息将是一个巨大的计算进步。磁铁实验室的高级研究科学家兼研究团队负责人Jagadeesh Moodera说:“我们可以立即以两种方式携带信息,这将使我们能够进一步减少电子电路的规模。”今天的电路通过改变通过电子传递的当前/关状状态来携带信息。相同的电子可以通过其旋转方向携带其他信息。

Moodera团队创建的磁性半导体材料是氧化二颗粒,并添加了少量铬。它位于常规硅半导体的顶部,在该半导体中,它将给定旋转方向的电子注入到半导体中。然后,自旋极化电子通过半导体传播,并通过电路另一端的自旋检测器读取。

尽管新材料本身就是有希望的,但Moodera说,真正的突破是他们的磁性行为取决于原子的定期排列,取决于材料的磁性行为取决于缺陷或缺失原子(空缺)。以前,这种因果关系不确定,但是Moodera的团队能够通过控制原子水平的缺陷来调整材料的磁性行为。

他说:“这就是一直缺少的东西。”“它的优点在于,我们的作品不仅显示了这种磁性半导体是真实的,而且在技术上也非常有用。”

新材料在室温下注入自旋的能力及其与硅的兼容性使其特别有用。根据Moodera的说法,它的光学透明度意味着它也可以在太阳能电池和触摸面板电路中找到应用。

除了减小电路尺寸外,SpinTronics还可以创建更多的通用设备,因为可以使用电极门沿电路可逆地更换电子旋转(从向下到较低,反之亦然)。Moodera说:“例如,我们目前有多功能手机充当电话,相机和音乐播放器。”“ Spintronics将来可能会产生更大的多功能性。”

Spintronics还可以减少信息设备的功耗。旋转状态被认为是“非易失性”,这意味着即使关闭电源,它们也保留了存储的信息 - 这就是为什么磁硬盘驱动器无电的信息。自旋电子可以创建类似运行的电路,存储和传递信息,而无需连续电流保留数据。Moodera说:“在这样的系统中,我们可以在不移动费用的情况下传输旋转信息。”“这就像在池塘里创建涟漪 - 它一直在不增加能量的情况下整个过程。”

http://www.mit.edu

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