Kytkin spinvirralle

Japanilaisen Tohoku-yliopiston tutkijat ovat löytäneet kytkimen spinvirran ohjaamiseksi. Kyseinen mekanismi tarvitaan täysin spinpohjaisessa tietojenkäsittelyssä.

Vaikka spinvirran havaitsemisen ja tuottamisen tekniikka on jo jonkin aikaa hallittu, spintroniikasta on pitkään puuttunut "spinvirran kytkennän" komponentti. Se vastaa elektroniikassa käytettyä transistoria.

Spintroniikka on nouseva nanomittakaavan elektroniikan ala, joka ei vaadi erikoistunutta puolijohdemateriaalia, mikä vähentää valmistuskustannuksia. Muita etuja ovat vähäisempi energian tarve ja virrankulutus kilpailukykyisen tiedonsiirron ja tallennuskapasiteetin kanssa.

Spinvirran havaitsemisen ovat mahdollistaneet materiaalien sisäänrakennetut mekanismit, kuten käänteinen spin Hall-vaikutus (ISHE).

Nyt Tohoku- ja saksalaisen Mainz-yliopistojen yhteistyö on osoittanut, että juuri kehitetty materiaalien kerrostettu rakenne toimii spinvirran kytkimenä. Rakenteen avulla tutkijat pystyivät säätelemään spinvirran siirtoa 500%:n lisäyksellä lähellä huonelämpötilaa.

Toteutus on kolmikerrosrakenne Cr2O3 yttriumraudan granaatti (YIG) ja platinan (Pt) välillä. YIG / Pt-pari on spinvirtauksen tutkimiseen käytetty standardiyhdistelmä - molemmat ovat eristeitä, joissa elektronit eivät pysty virtaamaan. YIG on ferrimagneettinen sähköinen eriste, joka tuottaa spinvirran vasteena RF-mikroaallolle tai lämpötilatradientille ja Pt, paramagneettinen metalli, havaitsee spinvirran sähköjännitteenä ISHE:n kautta.

Asettaen Cr2O3:n kyseisten materiaalien välille, Pt:n jännitesignaali kuvastaa sitä kuinka paljon Cr2O3-kerros voi lähettää spin-virtaa. Tutkijat tutkivat jännitteen muutosta lämpötilan ja käytetyn magneettikentän suhteen. Spin-virran siirron muutos on lähes 500-prosenttinen kasvu magneettikentän avulla.

Aiheesta aiemmin:

Spin-transistori askeleen lähempänä

Vauhtia käytännön spintroniikalle