اسپین ترونیک

تکنولوژی میکروالکترونیک سنتی روی طرح های نیمه رسانا پایه ریزی شده است که در آن بار الکترون برای ذخیره داده و پردازش اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرد.

در مقابل در مواد مغناطیسی اسپین الکترون مهم است. تلفیق این دو خصلت الکترون ها یعنی استفاده همزمان از اسپین و بار الکترون برای حمل اطلاعات، در صنعت بسیار جالب می باشد. بعلاوه طبیعت کوانتم مکانیک اجازه وجود حالت های اسپین میانی، با توجه به انرژی را می دهد. به کلام دیگر اسپین اطلاعات بیشتری را نسبت به بار حمل می کند. از اینرو  اسپین های الکترونی در تکنولوژی جدید مورد استفاده قرار می گیرند و رسیدن به کامپیوترهای بسیار کوچک آنچنان که فاینمن توضیح داده بود با تصحیحات بهره در تجهیزاتی مثل مولدها و با سرعت پردازش بسیار بالا ممکن خواهد شد. بدین ترتیب روزنه جدیدی در تکنولوژی باز شد. اسپین ترونیک از مهم ترین تحقیقات جدیدی می باشد که برای این منظور پیشنهاد شده است.

     تا این اواخر اسپین الکترون در مسیر اصلی الکترونیک نادیده گرفته می شد. اما با پدیدار شدن تکنولوژی اسپین ترونیک (الکترونیک نقل و انتقال اسپین یا الکترونیک پایه گذاری شده روی اسپین) که در آن به جای بار الکترون، اسپین الکترون اطلاعات را حمل می کند فرصت عرضه برای ژنراتورهای جدید در طرح های میکروالکترونیک استاندارد با اثرات وابسته به اسپین، که از برهمکنش بین حامل ها و خواص مغناطیسی آنها می آید، ایجاد شد. یک شاخه مهم در اسپین ترونیک،     اسپین ترونیک پایه ریزی شده روی نیمه رساناها می باشد.

هر طرح اسپین ترونیک نیمه رسانایی دارای سه جزء است:

1) تزریق کننده اسپین، برای تزریق حامل های قطبیده اسپینی.

2) یک ناحیه مغناطیسی برای انتقال یا دست کاری اطلاعات نوشته شده روی اسپین.

3) آشکارساز اسپین.

در پردازش اطلاعات برای بهره وری بیشتر از اسپین ها نسبت به بارها ، مسائل تکنیکی معینی باید حل شود که در زیر بیان شده است:

– چگونه جریان های قطبیده اسپینی به یک نیمه رسانا به طور مؤثر تزریق شود؟

– چگونه اطلاعات طبقه بندی شده در جریان قطبیده اسپینی، در مدت انتقال نگه داشته شود؟

– چگونه جریان قطبیده اسپینی که در یک مکان است، اندازه گیری شود؟

اولین مشکل در این مسیر در مرز مشترک مواد مغناطیسی با نیمه رساناها ایجاد می شود. بدین گونه که اطلاعات اسپین الکترون روی گذرگاه در طول سطح مقطع مواد نگه داشته می شود و بازده تزریق اسپین پایین می آید. یکی از دلایل فیزیکی کاهش رسانش اسپین در عبور آن از فلز فرو مغناطیسی به نیمه رسانا، وجود لایه مرده مغناطیسی است. بنابراین قطبیدگی در فلز مغناطیسی از بین می رود. اگر نیمه رسانای مغناطیسی به عنوان تزریق کننده اسپینی به کار برده شود، این مشکلات حل خواهد شد. بعلاوه طرح نیمه رسانا ترکیب الکترونیک سنتی را با تکنولوژی الکترونیک پایه ریزی شده روی اسپین راحت تر می سازد. از این رو ساخت نیمه رساناهای فرومغناطیسی بسیار مطلوب است. این نوع نیمه رساناها باید مغناطش و خواص ترابری مناسبی داشته باشند بعلاوه دمای کوری آنها بالای دمای اتاق باشد.

 


بنده دانشجوی دکترای فیزیک ماده چگال از دانشگاه تربیت مدرس تهران هستم. حوزه مورد علاقه من فیزیک محاسباتی (به طور خاص نظریه تابعیت چگالی) و همچنین سیستم های توپولوژیک است.


There are no comments yet

  • سلام , مهمان
  • خروج
  • ورود

    Or use one of these social networks

This site is protected by wp-copyrightpro.com