La scoperta dai fisici della riva del fiume del UC ha potuto permettere allo sviluppo dei calcolatori più veloci

Il laboratorio di Roland Kawakami propone una tecnica semplice per il controllo la rotazione dell'elettrone e del flusso corrente

Abbozzo di una struttura a semiconduttore/del ferromagnet. Quando l'interfaccia del MgO è molto sottile, la rotazione sugli elettroni, rappresentati in questa immagine con una freccia alla destra, è riflessa di nuovo al… Scattar qui per più informazioni.

RIVA DEL FIUME, California? I fisici alla riva del fiume del UC hanno fatto una scoperta accidentale in laboratorio che ha potenziale di cambiare come le informazioni in calcolatori possono essere trasportate o memorizzate. Il dipendente “sulla rotazione„ degli elettroni, elettroni della proprietà possiede che li fa comportarsi come i magneti molto piccoli, la scoperta potrebbe aiutare nello sviluppo della tecnologia filare-basata a semiconduttore quali i calcolatori ultrahigh-speed.

I ricercatori stavano sperimentando con le strutture a semiconduttore/del ferromagnet (FM/SC), che sono particelle elementari chiave per i dispositivi spintronic a semiconduttore (dispositivi microelettronici che realizzano i funzionamenti di logica usando la rotazione degli elettroni). La struttura di FM/SC è panino-come nell'apparenza, con il servizio a semiconduttore e del ferromagnet come fette microscopicamente sottili fra cui si trova ancora un isolante del diluente fatto di alcuni strati atomici dell'ossido di magnesio (MgO).

I ricercatori hanno trovato che semplicemente alterando lo spessore dell'interfaccia del MgO potevano controllare che i generi di elettroni, identificati dalla rotazione, hanno viaggiato dal semiconduttore, attraverso l'interfaccia, al ferromagnet.

L'abbozzo mostra come lo spessore dell'interfaccia dell'ossido di magnesio permette “ad un'inversione di rotazione„ in elettroni che attraversano through l'interfaccia. L'interfaccia è descritta come parete gialla qui. Scattar qui per più informazioni.

I risultati di studio compaiono nell'emissione del 13 giugno delle lettere fisiche di revisione.

Risultati sperimentali:

La rotazione di un elettrone è rappresentata da un vettore, indicante in su per una rotazione Earth-like di ovest--est; e giù per una rotazione est-ovest.

Nell'esperimento dei ricercatori con le strutture di FM/SC, sia filare in su che filare giù gli elettroni si sono conceduti viaggiare dal semiconduttore al ferromagnet.

I ricercatori hanno trovato che quando l'interfaccia del MgO della struttura è molto sottile (meno di due strati atomici), gli elettroni di rotazione giù attraversano al ferromagnet, mentre la rotazione sugli elettroni è riflessa indietro, lasciante soltanto la rotazione sugli elettroni nel semiconduttore.

Inoltre hanno trovato che quando l'interfaccia è più spessa di sei strati atomici, sia la rotazione alta che elettroni di rotazione giù è riflessa indietro, lasciante gli elettroni con la rotazione netta zero nel semiconduttore.

Ma il risultato sorprendente per i ricercatori era quello ad uno spessore intermedio, variante da due a sei strati atomici, la selettività dei cambiamenti dell'interfaccia completamente.

“Vediamo un'inversione drammatica e completa nella rotazione degli elettroni che attraversano l'interfaccia,„ abbiamo detto Roland Kawakami, un assistente universitario di fisica che ha condotto il gruppo di ricerca. “Questa volta, fila sugli elettroni attraversa mentre gli elettroni di rotazione giù sono riflessi di nuovo al semiconduttore. Cioè lo spessore dell'interfaccia del MgO determina se la rotazione alta o gli elettroni di rotazione giù è permesso passare attraverso esso.„

Secondo il suo gruppo di ricerca, una tal “inversione di rotazione„ può essere usata per controllare il flusso corrente.

Importanza della scoperta:

“Le rotazioni dell'elettrone sono orientate a caso in un circuito elettrico comune e, pertanto, non interessano il flusso corrente,„ Yan spiegato Li, il primo autore della pubblicazione, che ha fatto la scoperta. “Ma se la rotazione è polarizzata, cioè, ha allineato in un senso, voi può maneggiare il flusso della corrente ed il trasporto di informazioni? una caratteristica che sarebbe di grande interesse all'industria a semiconduttore. Che cosa è stupefacente è che soltanto una coppia di strati atomici di MgO possono completamente invertire la selezione di rotazione dell'interfaccia. Ciò è inattesa perché il MgO non è un materiale magnetico.„

Li, un dottorando nel reparto di fisica e di astronomia che funzionano verso il suo dottorato nella fisica, ha detto che il gruppo di ricerca lavorerà dopo sulla fabbricazione degli apparecchi elettronici basati sull'inversione di rotazione. “Questo non solo verificherà la relativa possibilità ad applicazioni, ma inoltre contribuisce a determinare la causa dell'inversione di rotazione, che è ancora poco chiara,„ lei ha detto.

Il laboratorio del Kawakami è uno molto di pochi laboratori nel mondo che realizzano sia la sintesi del materiale avanzato che le misure del laser pulsato state necessaria per gli esperimenti con le strutture di FM/SC.

“Senza la forte interazione fra lo sviluppo dei materiali e le misure ottiche, il tipo di scoperta che abbiamo fatto probabilmente non sarebbe stato possibile,„ Kawakami ha detto.

Un nuovo campo di ricerca, spintronics già ha contribuito a svilupparsi disc-guida le teste colte ed i chip di memoria non volatili. I ricercatori ritengono che lo spintronics inoltre faccia “istante-„ sui calcolatori l'un giorno, così come i circuiti integrati che possono memorizzare e procedare i dati.

Kawakami, che inoltre è un membro del centro del UCR per scienza e l'ingegneria di Nanoscale e Li si sono uniti dal Y. Chye del UCR, da Y.F. Chiang, dal K. pi e dal W.H. Wang; e J.M. Stephens del UC Santa Barbara, S. Mack e D.D. Awschalom.

Le concessioni dall'ufficio della ricerca navale, del National Science Foundation e del centro per l'innovazione di Nanoscience per difesa hanno sostenuto lo studio biennale.

L'Università di California, riva del fiume è un'università di laurea di ricerca, un laboratorio vivente per l'esplorazione approfondita delle edizioni critiche alla California del sud interna, la condizione e comunità intorno al mondo. La coltura varia della California di riflessione, iscrizione del UCR di circa 17.000 è proiettata per diventare 21.000 allievi entro 2010. La città universitaria sta progettando una Facoltà di Medicina e già ha raggiunto il cuore della valle di Coachella via il centro del laureato del deserto della palma di UCR. Con un effetto economico in tutto lo stato annuale di quasi $1 miliardo, UCR attivamente sta modellando il futuro della regione. Per imparare più, visitare www.ucr.edu o denominare (951) UCR-NEWS.

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