Прорыв в спинтронике может привести к энергоэффективным чипам

Ученые из Института нанотехнологий при Университете г. Твенте (Нидерланды) и FOM Foundation (Дания) добились успеха в переносе спинового состояния электронов (по сути магнитной информации) прямо в полупроводник. Впервые это было достигнуто при комнатной температуре.

До недавнего времени обмен информацией между магнитным материалом и полупроводником был возможен только при очень низких температурах. Успешная демонстрация информационного обмена при комнатной температуре является значительным шагом в развитии альтернативной парадигмы для электроники. Основное преимущество этой новой спинтронной технологии состоит в снижении энергопотребления.

Чтобы достичь эффективного обмена информацией, исследователи поместили тонкий слой (менее 1 нм) окисла алюминия между магнитным материалом и полупроводником. В данном эксперименте толщина и качество материала являлось критическим. Информация переносилась электрическим током, который протекал через пластинку окисла алюминия, с управляемой ориентацией спинов электронов.

Важно, что данная методика применима к кремнию – самому распространенному материалу в полупроводниковой индустрии, для которого имеются развитые технологии. Ученые обнаружили, что спиновая информация может проникать в кремний на глубину до нескольких сотен нанометров. Этого достаточно для работы спинтронных компонентов. Следующим шагом планируется построить новые электронные компоненты и цепи и использовать их для обработки спиновой информации.

Исследования были выполнены под руководством Рона Янсена (Ron Jansen) из Института нанотехнологий.