Создан высокоэффективный спин-усилитель, работающий при комнатной температуре

Спинтроника является весьма и весьма перспективной технологией, которая в будущем может стать заменой современной электронике. Точнее, не заменой, а существенным расширением, позволяющим устройствам комбинировать принципы современной микроэлектроники, использующей движение электронов, с эффектами магнетизма, возникающими в результате вращения электронов вокруг своей оси. Но превращение теории и лабораторных экспериментов в практику требует разработки устройств, способных усиливать и оперировать слабыми сигналами, таких как спин-фильтры, спин-усилители и спин-детекторы. Команде ученых из университета Линчёпинга (Linkoping University, LiU) удалось создать один из ключевых элементов будущих спинтронных устройств, первый в мире высокоэффективный спин-усилитель, способный работать при комнатной температуре.

Управляя и контролируя вращение электронов, в теории можно будет создать устройства хранения информации, имеющие значение показателя плотности хранения во много раз превосходящее аналогичные показатели современных электронных устройств. А вычислительные узлы, основанные на спинтронике, смогут обрабатывать информацию во много раз быстрее, чем самые мощные современные процессоры, потребляя при этом совсем мизерное количество энергии.

Еще в 2009 году группа ученых из Отдела функциональных электронных материалов (Department of Functional Electronic Material) LiU, возглавляемая профессором Веимином Ченом (Professor Weimin Chen), продемонстрировала совершенно новый тип спин-фильтра, который мог работать при комнатной температуре. Этот фильтр пропускает электроны, которые имеют необходимое направление вращения, т.е. спин. Функция такого устройства крайне важна для создания более сложных спин-компонентов, таких как спин-диоды и спин-лазеры.

Теперь, эти же ученые, в сотрудничестве с коллегами из Германии и Соединенных Штатов, разработали новый спин-усилитель, работающий при комнатной температуре, в основе которого лежит специальный антимагнитный полупроводниковый материал. Усиление спин-сигнала происходит за счет искусственных дефектов кристаллической решетки сложного сплава галлия-индия-азота-мышьяка, которые получаются за счет введения дополнительных атомов галлия. Усилительные компоненты такого типа будут использоваться для усиления спин-сигналов, ослабевших во время передачи этих сигналов. Комбинируя это со спин-детектором, можно получить устройство, способное детектировать даже самые слабые спин-сигналы, подобно тому, как это делается в электронике с обыкновенными электрическими сигналами.

"Наше достижение открывает путь для решения проблемы управления и детектирования вращением электронов при комнатной температуре. А все это вместе является предпосылкой для скорого прорыва в области спинтроники" - заявил профессор Чен.

Источник: Источник