Cornellin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet transistorin, joka perustuu pikemminkin elektronin spiniin kuin varaukseen. Tällainen spintransistori voisi mahdollisesti tarjota haihtumattomia datavarastoja ja parantaa suorituskykyä verrattuna perinteisiin transistoreihin.
Monia lähestymistapoja on tutkittu spintransistoreiden toteuttamiseksi, mutta niiden kehityksessä on edelleen merkittäviä haasteita. Hiljattain löydetyt kaksiulotteiset magneettiset eristeet, kuten kromitrijodidi (CrI3) tarjoavat sähköisesti muutettavan magneettisen muutoksen ja tehokkaan spin suodatusvaikutuksen ja voivat siten tarjota uusia toimintaperiaatteita spintransistoreille.
Cornellin yliopiston tutkijat ovat nyt onnistuneet valmistamaan uudenlaisen spin tunneli kenttävaikutustransistorin (TFET) kaksiulotteisesta Van der Waalsin materiaalista. Sen resistanssia voidaan muuttaa sähkökentän avulla.
Spin TFET perustuu kaksoisporttisiin grafeeni/CrI3/grafeeni -tunneliliitoksiin. Sen ambipolaarinen käyttäytyminen ja tunnelijohtavuus ovat riippuvaisia magneettisen eristeen järjestysmuodosta tunneliesteessä.
Porttijännite kytkee tunneliesteen välikerroksen antiferromagneettisten ja ferromagneettisten tilojen välillä vakiomagneettisuudessa lähellä spinin kiepsahduksen siirtymää, mikä muuttaa tehokkaasti rakenteen johtokykyä.
Ohjaamalla sähköisesti magnetoinnin olemusta uudenlainen spin-TFET saavuttaa hyvän ja heikon johtavuuksien suhteen, joka lähestyy 400 prosenttia. Tämä viittaa siihen, että rakenne voi olla arvokas myös ei-haihtuvien muistisovellusten kehittämisessä.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 26.4.2019