Sveitsiläisfyysikot kertoivat heinäkuussa kehittäneensä uuden tekniikan, jossa jännitteellä avulla voidaan sirulla hallita elektronin spiniä. Myös Linköpingin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet tekniikkaa, jolla voidaan paremmin hallita elektronien spinien suuntautumista sekä sähkövirran suuntaa ja vahvuutta.

Baselin yliopiston ja Sveitsin Nanoscience Instituten fyysikot ovat useiden vuosien ajan yrittäneet käyttää elektronin spiniä tallentamaan ja välittämään informaatiota. Kunkin elektronin spin on aina kytketty sen liikkeeseen, eli sen kiertorataan sirun sisällä. Tämä spin-orbit kytkentä mahdollistaa elektronin spinin manipuloinnin ulkoisella sähkökentällä, mutta se aiheuttaa myös spinin orientaation rappeutumisen.

Nyt kehitetyssä tekniikassa elektroni pyörii tasaisesti kiertoradallaan materiaalin läpi ilman spinin rappeutumista. Spinin orientaatio seuraa spiraalimaisesti samanlaista kierrettä.

Jos jännitettä kahdessa hilaelektrodissa muutetaan, se vaikuttaa kierteen aallonpituuteen; eli spinin orientaatioon voidaan vaikuttaa jännitteen muutoksella.

Tämä mahdollisti tutkijoiden käyttää jännitteitä spin suunnan säätämiseksi yli 20 mikrometrin matkoilla, mikä on jo riittävä matka mikropiirillä. Siihen saksalaisen Würzburgin yliopiston fyysikot ovat kehittäneet uutta lupaavaa materiaalia. Myös Linköpingin yliopiston tutkijat kertoivat kesäkuun lopulla, miten yhdistää yleisesti käytetty puolijohde topologisen eristeen kanssa.

Linköpingin yliopiston tutkijat tuottivat elektroneja, joilla oli sama spin galliumarsenidissa (GaAs) ympäripolarisoidulla valolla. Sitten spin-polarisoidut elektronit siirrettiin topologiseen eristeeseen muodostamaan suunnattu sähkövirta sen pinnalle. Tutkijat voisivat hallita elektronien spinien suuntautumista sekä sähkövirran suuntaa ja vahvuutta topologisessa vismuttitelluridi Bi2Te3 eristeessä.

LISÄÄ: Nanobitteja.fi (LINKKI) sekä Linköpingin yliopiston tutkijoiden (LINKKI), Baselin yliopiston (LINKKI) ja Würzburgin yliopiston tiedote (LINKKI)

Aloituskuva: Linköping University/Peter Modin

Uusimmat teknologiauutiset kätevästi uutiskirjeessä – kerran viikossa (LINKKI).

LUE – UUTTA  – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA

Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue ilmaiseksi!

https://issuu.com/uusiteknologia.fi/docs/1_2017