Ingenieure der University of California, Riverside, haben über neue Entwicklungen bei Spintronic-Geräten gesprochen, von denen angenommen wird, dass sie zu einer neuen Technologie für Computer und Datenspeicherung führen.
Die Forscher wurden von Sandeep Kumar, einem Assistenzprofessor für Maschinenbau, geleitet. Die Ingenieure haben Methoden entwickelt, um Signale von spintronischen Komponenten aus kostengünstigen Metallen und Silizium zu erfassen.
Dies wird dazu beitragen, ein großes Hindernis für die breite Anwendung der Spintronik zu überwinden. In der Vergangenheit stützten sich solche Geräte auf komplexe Strukturen, bei denen seltene und teure Metalle wie Platin verwendet wurden.
Spintronic-Geräte versprechen, große Probleme in heutigen elektronischen Computern zu lösen. Computer verbrauchen im Allgemeinen große Mengen an Elektrizität und erzeugen Wärme, die zum Kühlen noch mehr Energie verbraucht. Spintronic-Geräte erzeugen dagegen geringe Mengen an Wärme und verbrauchen relativ geringe Mengen an Elektrizität.
Spintronic-Computer würden auch keine Energie benötigen, um Daten im Speicher zu halten. Sie würden auch sofort starten und das Potenzial haben, weitaus leistungsfähiger zu sein als heutige Computer.
Technologie hängt von der Eigenschaft „Spin“ ab
Während die Elektronik von der Ladung der Elektronen abhängt, um die binären Einsen oder Nullen der Computerdaten zu erzeugen, hängt die Spintronik von der Eigenschaft der als Spin bezeichneten Elektronen ab. Spintronische Materialien registrieren binäre Daten durch die Aufwärts- oder Abwärtsspinorientierung von Elektronen wie dem Norden undsüdlich von Stabmagneten in den Materialien.
Ein wesentliches Hindernis für die Entwicklung von Spintronikgeräten kann die Erzeugung und Erfassung der infinitesimalen elektrischen Spinsignale in spintronischen Materialien sein.
Verwendung kostengünstiger und reichlich vorhandener Materialien
Kumar und Kollegen sprachen in einem in der Januar-Ausgabe der Fachzeitschrift Applied Physics Letters veröffentlichten Artikel über die Technik zur Erfassung der Spinströme in einem einfachen zweischichtigen Sandwich aus Silizium und einer Nickel-Eisen-Legierung namens Permallo.
Alle Komponenten sind billig und in Hülle und Fülle und könnten die Grundlage für kommerzielle Spintronic-Geräte bilden. Sie arbeiten auch bei Raumtemperatur. Die Forscher zeigten auch, dass sie eine Schlüsseleigenschaft für Spintronics-Materialien, den sogenannten Antiferromagnetismus, in Silizium in zwei Teilen erzeugen könnenandere wissenschaftliche Arbeiten.
Die Forscher sagten, dies eröffne einen wichtigen Weg zur kommerziellen Spintronik, da Silizium kostengünstig ist und mit einer ausgereiften Technologie hergestellt werden kann. Kumar und sein Team berichteten über den Nachweis von Antiferromagnetismus in den beiden Siliziumtypen, die in Transistoren und anderen elektronischen Komponenten in beiden verwendet werdenPapiere.
Ferromagnetismus ist definiert als die Eigenschaft magnetischer Materialien, bei denen die Magnetpole der Atome in die gleiche Richtung ausgerichtet sind. Andererseits ist Antiferromagnetismus eine Eigenschaft, bei der die benachbarten Atome magnetisch in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind. Diese sogenannten magnetischenMomente resultieren aus dem Spin von Elektronen in den Atomen und sind elementar für die Anwendung der Materialien in der Spintronik.
Die Kombination der beiden Typen ermöglicht das Umschalten des Stroms in Geräten wie Transistoren, die in Computerspeichern und anderen elektronischen Geräten verwendet werden. In weiteren Studien arbeiten Kumar und seine Kollegen an der Entwicklung einer Technologie zum Ein- und Ausschalten von Spinströmen in den MaterialienZiel der Schaffung eines Spin-Transistors. Sie arbeiten auch daran, größere Spintronic-Chips mit höherer Spannung zu erzeugen.
Sie sagen voraus, dass ihre Arbeit zu äußerst kompakten Sendern und Sensoren mit extrem geringem Stromverbrauch sowie zu energieeffizienter Datenspeicherung und Computerspeichern führen könnte.