WIIKI.RU: Показана возможность применения кремния в спинтронике

Физика - это область естествознания, наука. Она изучает самые общие и фундаментальные закономерности, которые определяют структуру и эволюцию материальн... читать далее »

Новости по Физике

26.11.2009 10:15

Показана возможность применения кремния в спинтронике. Физика.

Физикам из Университета Твенте (Нидерланды) удалось при комнатной температуре ввести в кремний поляризованные по спину носители заряда.

Спинтроникой называют область электроники, в которой для представления информации используется не только заряд, но и спин частиц. Спины электронов довольно легко контролируются в ферромагнитных материалах, чего нельзя сказать о традиционных и «удобных» с производственной точки зрения полупроводниках; на текущем этапе развития технологии задача исследователей состоит в том, чтобы найти надежный и простой способ введения в полупроводники поляризованных по спину носителей заряда, источниками которых служат ферромагнетики.

Существуют различные решения этой задачи, но все они предполагают использование не самых дешевых полупроводников (к примеру, арсенида галлия) n-типа при температуре ниже 150 К. Представленный авторами метод, напротив, позволяет работать с кремнием обоих типов проводимости при температурах до 300 К.

Для проведения экспериментов ученые выбрали ферромагнитный сплав никеля и железа, который применяется при создании считывающих головок жестких дисков. В контакте с магнитным слоем находилась изолирующая пленка оксида алюминия толщиной около нанометра, с другой стороны которой располагался слой кремния. При подаче напряжения носители заряда, туннелируя, перемещались из ферромагнетика в полупроводник, причем частицы с определенным направлением спина совершали переход чаще, чем остальные, за счет чего и создавался эффект поляризации по спину. По данным авторов, время жизни спина при 300 К составило около 140 пс для электронов в кремнии n-типа и 270 пс для дырок в материале р-типа. Длина диффузии спина (расстояние, на котором сохраняется поляризация) электронов оказалась равна 230 нм; в случае дырок этот показатель увеличился до 310 нм.

Успешность опыта, по мнению ученых, объясняется применением сверхтонкого слоя оксида алюминия: в предыдущих экспериментах использовались слои большей толщины, которые сдерживали перемещение носителей заряда.

science.compulenta.ru