Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Ilościowe określenie spinu w WTe2 - przyszłość spintroniki

ghost666 06 Nov 2021 14:46 411 2
IGE-XAO
  • Ilościowe określenie spinu w WTe2 - przyszłość spintroniki
    Opublikowana w tym tygodniu w Nano Letters praca na temat spinu w ditellurku wolframu (WTe2) jest efektem międzynarodowej współpracy, kierowanej przez RMIT. Badaczom udało się zaobserwować dużą anizotropową magnetooporność w płaszczyźnie (AMR) w kwantowym spinowym izolatorze Halla, a oś kwantyzacji spinu stanów brzegowych może być w nim dobrze zdefiniowana.

    Izolator Halla o spinie kwantowym (QSHI) to dwuwymiarowy stan materii z izolującą masą i niedyssypatywnymi helikalnymi stanami krawędziowymi, które wykazują izolację spinowo-pędową, co stanowi obiecującą wizję możliwości rozwoju przyszłych urządzeń nanoelektronicznych i spintronicznych o bardzo niskim poborze energii elektrycznej.

    Współpraca w projekcie FLEET naukowców z RMIT, UNSW i South China Normal University po raz pierwszy potwierdziła istnienie dużego efektu AMR w płaszczyźnie w jednowarstwowej WTe2, która jest nowym materiałem do produkcji QSHI o wyższych niż dotychczasowo temperaturach krytycznych. Umożliwiając przewodzenie elektryczne bez marnowania energii, takie materiały mogą stanowić podstawę nowej generacji elektroniki o ultra niskim poborze energii.

    Produkcja jednowarstwowych urządzeń z WTe2

    Odkrycie tzw. izolatorów topologicznych dało dużą nadzieję badaczom poszukującym metod niedyssypatywnego transportu ładunków elektrycznych, a tym samym rozwiązania problemów 'zatrzymującego się' prawa Moore'a. W przeciwieństwie do wcześniej prezentowanych systemów studni kwantowych, które mogły wykazywać skwantowany transport krawędziowy tylko w niskich temperaturach, niedawne teoretyczne analizy skwantowanego transportu w temperaturze 100 K w jednowarstwowej warstwie QSHI o dużej przerwie wzbronionej (jak w WTe2) rzuciły więcej światła na zastosowania QSHI. "Chociaż zdobyliśmy już duże doświadczenie w układaniu heterostruktur van der Waalsa, wytwarzanie urządzeń vdW opartych o monowarstwy wciąż było dla nas wyzwaniem" mówi pierwszy autor publikacji, dr Cheng Tan. "Ponieważ jednowarstwowe płatki WTe2 są trudne do uzyskania, najpierw skupiliśmy się na bardziej dojrzałym materiale - grafenie - aby opracować najlepszy sposób wytwarzania jednowarstwowych urządzeń z WTe2" dodaj Cheng.

    Ponieważ jednowarstwowe płatki WTe2 są bardzo wrażliwe na powietrze, do ich hermetyzacji należy stosować warstwy wykonane z np. hBN (heksagonalny azotek boru). Dodatkowo ukłd został zbudowany w beztlenowym i bezwodnym środowisku, zanim przeprowadzono pomiary jego własności fizycznych na zewnątrz. Zespół z powodzeniem wyprodukował jednowarstwowe urządzenia WTe2 z elektrodami bramkowymi i zaobserwował typowe zachowania transportowe bramkowanej monowarstwy WTe2.

    "Aby zbadać materiały, które będą wykorzystywane w przyszłych urządzeniach spintronicznych, potrzebna była metoda określania charakterystyk spinu, w szczególności kierunku spinu" objaśnia dr Guolin Zheng (również z RMIT). "Jednak w przypadku monowarstwy WTe2 blokowanie spin-pędu (podstawowa właściwość QSHI) i możliwość określenia osi kwantyzacji spinu w jej helikalnych stanach krawędziowych nie zostało jeszcze eksperymentalnie zademonstrowane". Magnetooporność anizotropowa (AMR) to skuteczna metoda pomiaru transportu, która pozwala odkryć związek między spinem elektronów a pędem, gdy prąd jest spolaryzowany spinowo.

    Biorąc pod uwagę, że stany brzegowe QSHI umożliwiają jedynie transport elektronów spolaryzowanych spinowo, zespół wykorzystał następnie pomiary AMR do zbadania potencjalnego blokowania spinowo-pędowego w stanach brzegowych monowarstwy WTe2. "Na szczęście znaleźliśmy właściwą metodę radzenia sobie z jednowarstwowymi nanopłatkami WTe2" mówi współautor, dr Feixiang Xiang. "Następnie wykonaliśmy pomiary transportu zależne od kąta, aby zbadać potencjalne cechy spinu w stanach brzegowych".

    Ilościowe określenie spinu w WTe2 - przyszłość spintroniki


    Wyznaczenie magnetooporu anizotropowego i zdefiniowanie osi kwantyzacji spinu

    Jednak topologiczne stany brzegowe nie są jedyną możliwą przyczyną blokowania spinu i pędu orz efektów widocznych w płaszczyźnie AMR w QSHI. Rozszczepienie Rashby może również generować podobne efekty, co może sprawić, że wyniki eksperymentów będą niejasne. "Na szczęście topologiczne stany brzegowe i rozszczepienie Rashby wywołują bardzo różne, zależne od bramki zachowania AMR w płaszczyźnie, ponieważ struktura pasmowa w tych dwóch sytuacjach jest nadal bardzo różna" objaśnia inny z współautorów publikacji, prof. Alex Hamilton. "Większość próbek pokazuje, że minimum AMR w płaszczyźnie występuje, gdy pole magnetyczne jest prawie prostopadłe do kierunku prądu krawędziowego" mówi Cheng.

    Źródło: https://phys.org/news/2021-11-quantifying-wte2-future-spintronics.html

    Cool? Ranking DIY
    Kamery 3D Time of Flight - zastosowania w przemyśle. Darmowe szkolenie 16.12.2021r. g. 10.00 Zarejestruj się
    About Author
    ghost666
    Translator, editor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 wrote 10678 posts with rating 9001, helped 157 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.
  • IGE-XAO
  • #2
    ptero
    Level 21  
    Witam.

    Ktoś mi to przetłumaczy na polski?

    To będą szybsze półprzewodniki? mniejsze? bardziej energooszczędne, czy rodzaj nośnika informacji będzie inny? - spin elektronu???

    Pozdrawiam
  • #3
    ghost666
    Translator, editor
    ptero wrote:
    Witam.

    Ktoś mi to przetłumaczy na polski?

    To będą szybsze półprzewodniki? mniejsze? bardziej energooszczędne, czy rodzaj nośnika informacji będzie inny? - spin elektronu???

    Pozdrawiam



    Tak, chodzi o nowy nośnik informacji - spin elektronu. To powinno przełożyć się na szybsze i bardzie energooszczędne komputery, ponieważ w takim systemie 1 elektron = 1 bit.