🗊Презентация Молетроника. Спинтроника

Молетроника Спинтроника

информацию можно кодировать спинами электронов Спин электрона проводимости не взаимодействует с электрическим полем. Это обеспечивает малые энергии управления спином, относительную независимость его от мешающих факторов и т.д. Однако на спин оказывается столь же трудно повлиять при попытке спинового кодирования информации.

Элемент, управляющий поляризацией спина проходящих электронов Элемент представляет собой модифицированный туннельный контакт с ферромагнитным металлом, который достаточно давно рассматривался как реальный элемент спинтроники Устройство, в котором поляризация спинового тока через туннельный переход управляется электрическим полем. Схема устройства Электрическое поле (~1В) прикладывается к тонкому слою (1 нм) сегнетоэлектрического материала – титаната бария, который и служит диэлектриком, образующим туннельный переход. Поляризация титаната бария управляется приложенным электрическим полем. На спин инжектируемого электрона электрическая поляризация диэлектрического слоя непосредственно не влияет, но, по-видимому, как-то взаимодействует с электронами в ферромагнитном металле, являющегося эмиттером туннельного тока. Поляризация туннельного тока детектируется по туннельному магнитосопротивлению. Авторы считают, что ключевым в обнаруженном эффекте является взаимодействие сегнетоэлектрика и ферромагнетика на интерфейсе.

искать возможности управления спинами нужно именно на стыке материалов с большими электрической и магнитной восприимчивостями. Более того, природа припасла еще кое-какие материалы, в которых обе эти функция заложены изначально – т.н. мультиферроики.

Перспективы наноспитроники Основы наноспинтроники I) многослойные системы и наноструктуры на основе металлов, находящие применение в сфере производства датчиков, использующих эффекты супер-магнеторезистивности (GMR) и туннельной магнеторезистивности (TMR), а также современных магнитных носителей информации, II) полупроводниковые ферромагнитные гетероструктуры и разбавленные магнитные полупроводники, внедрение которых обещает существенно расширить функциональные возможности полупроводниковых наноэлектронных устройств, и III) молекулярная спинтроника, которая в настоящее время начинает активно развиваться и имеет значительный потенциал в плане миниатюризации и увеличения функциональности. Однако конечный успех деятельности во всех трех направлениях в огромной степени зависит от фундаментального изучения магнитных и зависящих от спина свойств и взаимодействий на атомарном уровне, что требует определения спиновых структур и спиновых возбуждений вплоть до атомарного масштаба.

Визуализация спиновых структур атомарного масштаба Методика: Спинполяризованная сканирующая туннельная микроскопия - Сочетание выдающейся разрешающей способности сканирующей туннельной микроскопии и чувствительности спина на основе вакуумного тунеллирования спин- поляризованных электронов. Перспективы: Глубинноеисследования коллинеарных и неколлинеарных спиновых структур на поверхностях магнитных наноструктур; стало возможным недавно сделанное открытие новых типов наномасштабного магнитного порядка. Новейшие разработки: Спин-поляризованная сканирующая туннельная микроскопия при температурах, близких к 0° Кельвина Позволяет изучать магнитные свойства основного состояния отдельных магнитных адатомов на немагнитной подложке Позволяет изучать магнитные взаимодействия, имеющие место между подобными адатомами. Благодаря обнаружению зависящих от спина процессов обмена и сил взаимодействия, впервые удалось выполнить непосредственное наблюдение спиновых структур на поверхностях антиферромагнитных диэлектриков в реальном пространстве. Новый вид сканирующей зондовой микроскопии - «магнитная обменно-силовая микроскопия (MexFM)», Является мощным инструментом для исследования различных типов спин-спиновых взаимодействий на основе прямого обмена, сверхобмена и обмена типа RKKY вплоть до атомарного уровня. В сочетании с высокоточными средствами измерения демпфирующих сил, магнитная обменно-силовая микроскопия позволила также осуществлять экспериментальное изучение локализованных и ограниченных спиновых возбуждений в малоразмерных магнитных системах. Комплексное комбинирование считывания состояния спина и манипулирования таковым на основе индуцированного спиновым током переключения через вакуумный промежуток с использованием технологии спинполяризованной сканирующей туннельной микроскопии, представляет собой новый перспективный подход к проблеме сверхплотной магнитной записи, позволяющий обойтись без использования магнитных полей рассеяния.

Молекулярный транзистор Основные принципы работы твердотельного молекулярного транзистора, в котором модуляция транспортного тока достигается путем изменения энергий электронных орбиталей органической молекулы за счет напряжения на затворе. Если транспорт электронов осуществляется через нижнюю незаполненную молекулярную орбиталь (LUMO), то имеет место проводимость n-типа, а если через верхнюю заполненную (HOMO) – то p-типа. Используя спектроскопию неупругого туннелирования электронов (IET), можно определить, через какие конкретно молекулярные орбитали происходит туннелирование носителей заряда.