Продемонстрирована передача спина в германии при комнатной температуре

Устройства, использующие спин-поляризованный ток, могут найти применение в более быстрых и эффективных компьютерах, в том числе, квантовых. Но для того, чтобы это стало возможным, необходимо найти материалы, способные преодолеть спин-орбитальное взаимодействие: иначе, флуктуации магнитного поля вызывают рассеяние, изменение спина и потерю способности переносить в нем полезную информацию.

В статье, опубликованной в Physical Review Letters, базирующийся в Японии научный коллектив рассказал о проведенном им анализе германия, как возможного перспективного материала для спинтроники.

Предыдущие исследования показан, что германий может проводить спиновый ток на короткие расстояния, будучи сильно охлажденным. В этот раз ученые смогли заставить этот материал работать даже в комнатных условиях. Для этого они легировали германиевый слой на кремниевой подложке атомами фосфора, которые служили донорами электронов. Спиновый ток вводили в материал посредством микроволн через ферромагнитную полоску с одной стороны германиевого слоя и детектировали при достижении им металлического (платинового или палладиевого) электрода на противоположной стороне.

Участники исследования рапортовали, что ток успешно преодолел расстояние в 660 нм, что больше дистанции, проходимой сигналами между компонентами интегральных схем. Охлаждение германиевого образца до 130 К удваивало дальность распространения спинового тока без заметной деградации. Кроме того, было показано, что с ростом температуры уменьшается время спиновой релаксации — в полном соответствии с недавно предложенной теорией управляемой донорами спиновой релаксации в многодолинных полупроводниках.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI