Физики доказали возможность создания спинтроники на основе кремния

Схематическое изображение электрона и его спина. Иллюстрация Лаборатории Лоренса в Беркли

Физикам удалось сделать еще один шаг на пути создания нового поколения электронных устройств, названного спинтроникой. Планируется, что в подобных устройствах информация будет кодироваться не только электрическими сигналами, но и спином электронов, составляющих их. Статья исследователей появилась в журнале Nature, а ее краткое изложение приводит ScienceNOW.

В рамках исследования ученым удалось создать поток электронов с поляризованным спином в кремнии при комнатной температуре. Для этого на пластинку полупроводника был нанесен тонкий слой оксида алюминия, после чего сверху был напылен никелевый электрод.

Подавая на электрод напряжение, физики смогли добиться появления прослойки спин-поляризованных электронов в полупроводнике. Для доказательства этого факта они использовали следующий эффект. Включение магнитного поля должно вызывать рассеивание электронов, заставляя меняться напряжение на электроде при постоянном токе. По словам ученых, именно это им удалось наблюдать в эксперименте.

Ранее при комнатной температуре возникновение спин-поляризованных токов наблюдалось только в более дорогих полупроводниках: например, арсениде галлия. В кремнии подобные потоки удавалось получить при температурах около 150 кельвинов - это было сделано учеными из Лаборатории ВМФ США в 2007 году.

Ученые полагают, что их схема может подойти для создания электронных квантовых компьютеров. Предполагается, что аналогичное новому устройство поможет получать пучки электронов, спины которых будут запутаны, то есть окажутся в квантовой взаимосвязи. Считается, что квантовые компьютеры смогут выполнять некоторые вычисления гораздо быстрее, чем традиционные аппараты.