Uusi tapa koodata elektroneja

08.04.2016

Berkeley-valleytroniikka-lahemas-realismia-300-t.jpgBerkeley Labin tutkijat ovat ottaneet ison askeleen kohti laaksotroniikan (valleytronic) käytännön soveltamista.

Kyseessä on uudenlainen elektroniikka, joka voisi johtaa nopeampiin ja tehokkaampiin tietokonelogiikan järjestelmiin ja datan tallennuksen siruihin seuraavan sukupolven laitteissa.Tutkijat ovat kokeellisesti osoittaneet ensimmäistä kertaa mahdollisuutta sähköisesti generoida ja ohjata laaksoelektroneja kaksiulotteisella puolijohteella.

Kuvan Berkeley Lab tutkijoiden kehittämässä lähestymistavassa TMDC:n yksikerroksinen materiaali on yhdistetty isäntänä toimivan ferromagneettisen puolijohteen kanssa. Rakenteessa syntyvä laakson polarisaatio voidaan määrittää suoraan emittoidun sähköluminenssin kierteisyydestä, jota osoittaa oranssi nuoli. Se on seuraus sinisellä nuolella esitetystä spin-polarisoitujen aukkojen sähköisestä injektoinnista TMDC-kerrokseen. Musta nuoli edustaa sovelletun magneettikentän suuntaa.

Laaksoelektroniikan laaksot löytyvät kuvaajasta, jossa elektronien energian huiput ja laaksot liittyvät niiden vauhtiin. Ne ovat yksi elektronien vapausasteista. Näin se olisi yksi lisä hyödyntää elektroneja tietojen käsittelyyn, tutumpien spintroniikan spinin ja tavanomaisen elektroniikan varauksen ohella.

Kaksiulotteisessa siirtymämetalli dichalcogenide (TMDC) puolijohteessa on kaksi erotettavissa olevaa laaksoa. Tämän vuoksi materiaali soveltuu valleytronisiin laitteisiin, joissa tiedon käsittely ja varastointi voidaan suorittaa selektiivisesti miehittämällä jompikumpi laaksoista.

"Tämä on ensimmäinen demonstraatio laaksoelektronien sähköisestä herätteestä ja hallinnasta, mikä nopeuttaa seuraavan sukupolven elektroniikkaa ja tietotekniikkaa", sanoo Xiang Zhang, joka johti tutkimusta ja on Berkeley Labin materiaalitieteiden tiedekunnan johtaja.

Saavutus voinee johtaa uudenlaiseen elektroniikkaan, joka hyödyntää kaikkia kolmea vapausastetta - varaus, spin, ja laakso, joilla yhdessä voisi koodata elektronia kahdeksalla informaatioarvolla nykypäivän elektroniikan kahden sijasta.

Aiheesta aiemmin:

Kuoppaista elektroniikkaa

24.05.2018Magneettisella diodilla pienempi hukkateho
23.05.2018Johdottoman lentävän hyönteisrobotin lentoonlähtö
22.05.2018Itserakentuva 3D-akku latautuisi sekunneissa
21.05.2018Joustava ja monitoiminen energian talteenotto
18.05.2018Pienempiä ja tehokkaampia radiotaajuusmuuntajia
17.05.2018Kemistit luovat nopeampaa ja tehokkaampaa tiedonkäsittelyä
15.05.2018Materiaalimuokkaus tehostaa aurinkokennoja
14.05.2018Kuinka käyttää kaistanleveyttä tehokkaammin?
11.05.2018Uudet materiaalit kestäville ja edullisille akuille
09.05.2018Atomisen ohuita magneettisia muistirakenteita

Siirry arkistoon »