Spin-elektronica: beter dan stroom

22 februari 2017, 10:27
De spin van elektronen transporteert informatie in deze geleidende laag tussen twee isolatoren. Afbeelding: Christoph Hohmann / NIM
De spin van elektronen transporteert informatie in deze geleidende laag tussen twee isolatoren. Afbeelding: Christoph Hohmann / NIM
De voortdurende miniaturisatie van elektronica zal naar verwachting in de nabije toekomst zijn grenzen bereiken. Eén van de beperkingen is de grootte van elektronen die in elektronische schakelingen lading moeten transporteren van de ene plaats naar de andere. We noemen dat meestal ‘stroom’. Om dit probleem te omzeilen stelt een team van wetenschappers uit München en Kyoto een “beter soort stroom” voor: ze willen de spin van het elektron gebruiken in plaats van de lading. En dat noemen we spin-elektronica.

Ze hopen dat door het werken met de spin van elektronen in toekomstige elektronica de informatiedichtheid en de functionaliteit kunnen toenemen. De wetenschappers hebben het overbrengen van spin-informatie bij kamertemperatuur aangetoond in een proefopstelling die bestaat uit een sandwich van lanthaan-aluminaat (LaAlO2) en strontium-titanaat (SrTiO3). In de grenslaag tussen die twee materialen vindt de magie plaats. Er vormt zich een extreem dunne, elektrisch geleidende laag op het raakvlak tussen de twee niet-geleidende materialen: een tweedimensionaal elektrongas, waardoor niet alleen lading, maar ook spin zich kan verplaatsen.

De wetenschappers hebben het probleem van het overdragen van spin opgelost door gebruik te maken van een magnetisch contact. Met microgolven worden de elektronen in een schommelende precessie-beweging gebracht die wordt overgebracht op de 2D-elektrongas. Het elektrongas brengt de spin-informatie dan over naar een niet-magnetisch contact waar de spin wordt geabsorbeerd, waarbij een elektrische spanning wordt opgebouwd.

De volgende stap is om uit te vinden hoe we echte spin-elektronische componenten kunnen gaan maken.
 
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items