Magnet-ventiili efekt põhineb magnetvälja isolaatoril
Infoturbe ja loogikaoperatsioonide vajaduste rahuldamine Moore'i ajastul on spintronic-seadmed pakkunud paljutõotavaid arengusuundi järgmise põlvkonna mikroelektrooniliste seadmete väljatöötamisel väiksema lahtri suurusega, mittemõõtmelisena, vähese energiatarbega ja suure kiirusega. Nende seas on spin-klapp mitmesuguste spintronic-seadmete südamikuüksus. Spin-klapp sisaldab enamasti sandwich-südamikku, mis koosneb kahest ferromagnetilise metalli kihist ja mittemagnetilisest vahekihist, mis on tingitud kahe ferromagnetiliste kihtide vahelisest spin-polarisatsiooni elektronidest. Transport, et seadme takistust moduleeriks kahe ferromagnetiliste kihtide suhteline orientatsioon. Suure tihedusega infokandjatel on laialdaselt kasutatud spin-klapipõhist ruumitemperatuuri magnetresistentsust (GMR, 1988) ja ruumitemperatuuri tunnelimagnetresistentsust (TMR, 1995) ning selliseid andureid nagu magnetvälja kõvakettad, ja magnetandurid. Artiklis võitsid kaks teadlast, A. Fert ja F. Grünberg Saksamaalt, 2007. aastal Nobeli preemia füüsikas, et nad avastasid hiiglasliku magnetresistentsuse (GMR) efekti.
Spin laine on magnetilise süsteemi spin-pretsessiooniprotsessi kollektiivne põnevus. Kvantiseeritud kvaasipartikleid nimetatakse magnetoniteks ja iga magneton kannab Plancki konstantset pöörlemisnurka. Võrreldes spin-polariseerunud juhtivus elektronidega traditsioonilistes metallides, on spin-lainepõhised magnetonid järgmised eelised: (1) magnetonide ülekandel ei ole kuumuse hajumist ja madalaid sumbumisomadusi ning pöörlevad pikkadel vahemaadel. Teabe levitamisel on olulisi eeliseid; (2) Magnetonite kõikumisomadused on nii amplituudi kui ka faaside omadused, mis võivad murda traditsioonilise von Neumanni süsteemi loogikat ja arvutuslikku arhitektuuri ning võivad muutuda post-Moore ajastu teabe edastamiseks. Üks olulisi töötlemisviise on; (3) Makroskoopilised kvantmõjud nagu superfluid, ülijuhtivus, Bose-Einsteini kondensaat ja Magnetismi aluseks olev Josephson on samuti kondenseeritud aine füüsikaga kuumad kohad. Magnet-spintronics uuringus on kõige sagedamini kasutatav põlemis- ja detekteerimismeetod mikrolaineahjus. Kuid mikrolaine seadmete suurust on miniaturiseerimine raske saavutada. Seetõttu on pooljuhtseadistega integreeritud vooluahelatele magnetilise pöörlemisseadmete rakendamiseks vaja kiiresti välja töötada elektrilisi meetodeid kasutades magnetiseeriva spinnimise ergutamise, modulatsiooni ja tuvastamise meetodid.
Hiina Teaduste Akadeemia / Hiina Kontsentreeritud Füüsika Keskuse Füüsika Instituudi (Hiina Teaduste Akadeemia) riikliku magistritööstuse keskuse (Magnetics) juhtiva teadusasutuse Han Xiufengi juhitud uurimismeeskond kasutas 2012.-2016. Aastal magnetronipuhke tehnikat, temperatuuri kuumtöötlusprotsessi, et läbida proovide seeria. Valmistamine ja optimeerimine ületavad piirangut, et YIG-i saab valmistada ainult ühe kristalli GGG substraadil. Pt / YIG / Pt raske metall / magnetilist isolaator / raskmetalle (HM / MI) konstrueeriti ja valmistati Si-SiO2 substraadile. / HM) kihiline heterostruktuur ja seda esimest korda struktuurilt, mida täheldas Arizona ülikooli professor Zhang Yifengi meeskond, ennustas magnettõmbejõudu teooria, mis on tingitud magnetonite ergastamisest ja edastamisest YIG, Pt-kihi üks külg. Laadimise / pöörlemise vool võib teise vastupidi Pt-kihi vastassuunas liikuda. See töö kinnitab, et magnetilist isolaator võib toimida magnetväljavõlli edastuskanalina
Hiljuti on Han Xiufengi uurimismeeskond uuenduslikult vastu võtnud YIG magnetilist isolaatorit magnetilistest elektroodidest, Au vahekihina ja heterogeptaksiaalset kasvu GGG substraadides kvaliteetsete YIG / Au / YIG uute magnetiliste isolaatorite / metallide / magnetilise isolaatori (MI / NM / MI) - Magneetklappi struktuur ja Magnoni ventiili efekti esimene vaatlus ja avastamine selles struktuuris, see tähendab, et kahe magnetilise isolatsioonikihi suhteline magnetiseerimis suuna suunda saab reguleerida. Magnetvoo suurus. Esiteks, nad viimistlevad kahe YIG-kihi kristallstruktuuri, et tekitada erinevad sunnivahendid, et saavutada anti-paralleelselt suhteline magnetiseerimise orientatsioon; temperatuuri gradiendi genereerimiseks kasutati temperatuuri gradiendi tekitamiseks kohalikku voolutugevust ja YIG-i stimuleerimiseks kasutati pikisuunalist tsentrifuugi Seebecki efekti. Magnetvoog läbi magnetilise alamklapi magnetilise alamvoo saab teostada elektrilist mõõtmist läbi pöörleva Halli efekti Pt-s; siis leiab see magnetilise sub-klapi efekti, see tähendab, et kahekihilise YIG suhtelist orientatsiooni saab juhtida läbi magnetventiili Magnetohüdrodünaamilise voolu suuruse, kusjuures korteri suhteline magneto-ventiili suhe (MVR) ja anti -paralleelne seisund toatemperatuuril võib ulatuda 19% -ni; ja see näitab, et magnetilise ventiili suhe sõltub peamiselt magnetilistest isolaatoritest / magnetron-elektroni pöörlemiskiirte muutumise efektiivsuse sõltuvus metalli liidest on kooskõlas teoreetilise arvutusliku tulemusega; Au sünteesi difusioon saadakse magnetilise alamvõlli ja Au paksuse suhte sõltuvuse seadmisega. Pikkus on 15,1 nm, mis on kooskõlas spinpumba meetodil saadud tulemustega [Hao Wu ja XF Han et al., Phys. Rev. Lett. 120 (2018) 097205, DOI: https://doi.org/10.11 03 / PhysRevLett.120.097205, toimetajad "Soovita ja esilekutsutud füüsika].
Selle uurimustööga valmistatud magnetiline ventilaator YIG / Au / YIG, uus magnetilise isolaatori / keskmise kihi / magnetilise isolaatori (MI / NM / MI) magnetiline ventiilide struktuur iseenesest on spin-teabe edastamine ja loogiline operatsioon. Põhiline magnet-tüüpi südamiku raku seade on ka materiaalne ja füüsiline alus magnetilise alamseadmete edasiseks uurimiseks ja arendamiseks, mis põhinevad magnetilise alamvooluahelate, loogika, salvestusruumide, dioodide, transistoride, lainejuhtide ja lülitite jaoks. See näitab, et magnetiliste isolaatorite magnetilistest isolaatoritest kui spin-informatsioonikandjatest koosnevate magnetiliste isolaatorite uue klassi peamised rakenduste väljavaated on olulised ning materjalide, füüsika ja seadmete läbimurdevõimalused võivad kiirendada vähese energiatarbimisega, uuesti kirjutatavaks, lenduvad ja kõrgsageduslikud arvuti seeria tuumad. Ja seda magnetvälklambi struktuuri saab sobitada olemasoleva suuremahulise integraallülitusprotsessiga, mis aitab kaasa magnetiliste alamseadmete, spintrooniliste seadmete ja pooljuhtmikroelektrooniliste seadmete integreeritud integreerimisele ja laiaulatuslikule kasutamisele.
www.greatmagtech.com www.gme-magnet.com