日本國立材料科學研究所(NIMS)和東京理科大學的一個研究小組開發了一種裝置,可以用比傳統自旋電子器件更低的電流控制自旋。它有望成為一種帶來低功耗和高密度存儲介質的技術。

 當今無處不在的電子產品,包括計算機和智能手機,都是利用電子“電荷”特性的技術。另一方面,利用電子的另一種特性“自旋”的稱為自旋電子學的新技術領域正在積極研究。如果投入實際應用,預計幾乎不消耗能源和高密度存儲介質的信息通信將成為可能。另一方面,自由操縱物質中電子自旋的技術仍處於開發過程中,迫切需要開發能夠做到這一點的設備。已經開發的產品由於使用液體而存在漏液等問題,難以投入實際使用。

 該小組通過堆疊三種固體材料開發了一種自旋可控裝置:氧化鐵、矽酸鋰和鈷酸鋰。通過施加電壓,矽酸鋰中的鋰離子可以移動到氧化鐵中。這使得控制氧化鐵中電子的自旋成為可能。與傳統元件相比,其優越之處在於可以以低功耗控制旋轉。此外,由於它僅由固體組成,因此無需擔心液體洩漏。另外,由於結構簡單,應用現有的半導體襯底加工技術很容易實現高集成度。

 雖然它作為計算機內存等產品發布還需要一段時間,但這是向前邁出的一大步。未來,我們計劃以此為基礎,進行高集成度技術開發等實用化示範實驗。

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