Groningenin yliopiston fyysikot ovat onnistuneet muuttamaan spin-aaltojen vuota magneetin läpi tasavirran avulla. Tämä on askel kohti spintransistoria, jota tarvitaan spintronisten laitteiden rakentamiseen. Spintroniikan avulla on mahdollista tehdä nykyistä nopeampaa ja energiatehokkaampaa tietotekniikkaa, mutta sen eteen on tehtävä vielä paljon tutkimustyötä.
Professori Bart van Weesin ryhmä on uusimmassa tutkimusjulkaisussaan esittänyt magnoniin perustuvan spintransistorin. Magnonit esiintyvät vain magneettisissa materiaaleissa. -Voit nähdä magnonit aaltona tai hiukkasina, kuten elektronit, kertoo Van Wees -ryhmän tohtoritutkija Ludo Cornelissen.
Kokeissaan Cornelissen ja Van Wees tuottavat magnoneja materiaaleissa, jotka ovat magneettisia mutta sähköisesti eristäviä. Elektronit eivät voi kulkea magneetin läpi, mutta spinaallot voivat.
Platinanauhan avulla tutkijat injektoivat magnoneja yttrium-rauta-granaatista (YIG) valmistettuun magneettiin. Kun elektronivirta kulkee nauhan läpi spin-vaikutus sirottaa elektroneja tavalla, joka erottaa ylös ja alas spinit toisistaan.
Platinan ja YIG:n rajapinnassa elektronit ponnahtavat takaisin, koska ne eivät pääse magneettiin. Tässä vaiheessa spinit vaihtavat suuntaansa ja samalla aiheuttaa rinnakkaisen spinin pyöräytyksen YIG:n sisällä, mikä luo magnonin.
Magnonit kulkevat materiaalin läpi ja ne voidaan havaita toisella platinanauhalla. Lisäksi näiden välissä olevalla platina-nauhan virran suunnalla voidaan joko lisätä tai vähentää magnoneita johtokanavassa.
Tutkijoiden mukaan he eivät vielä pysty katkaisemaan magneettivirtaa kokonaan. Teoreettinen mallinnus kuitenkin osoittaa, että sekin olisi mahdollista rakenteen paksuutta pienentämällä.
Lisäksi tutkijat huomasivat, että ohuemmassa rakenteessa voisi olla mahdollista lisätä kanavassa magnonien määrää tasolle, jossa ne muodostaisivat Bose-Einstein-kondensaatin ja siten spinien suprajohtavuuden huoneenlämmössä.
Tutkimus osoittaa, että voidaan valmistaa YIG-spin-transistori ja että pitkällä tähtäimellä tämä materiaali voisi jopa tuottaa spin-suprajohteen. Hienoa järjestelmässä on se, että spin-injektio ja spin-virtojen ohjaus saadaan aikaan tasavirralla, mikä tekee näistä spintronisista rakenteista yhteensopivia normaalin elektroniikan kanssa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 5.3.2018
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
