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电子元器件及材料 |
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科学家利用磁性半导体制出新型自旋电子学元件 |
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| http://cn.newmaker.com
5/27/2006 11:39:00 AM
佳工机电网
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据教育部科技发展中心网2006年5月26日报道: 美国麻省理工学院Francis Bitter磁体实验室的研究人员们研制出一种新的磁性半导体，由它制成的自旋电子学元件可以极大地提高电子线路的计算能力和灵活性，并且大幅度降低能耗。这项研究发表在四月的《Nature Materials》杂志上。
这种新型磁性半导体是自旋电子学研究中的一个重大突破。自旋电子学可以利用电子自旋方向来存储信息，现在的便携式电脑和iPods等设备中已经开始利用自旋电子学制成的超大容量磁性硬盘存储数据了。但是利用电子的自旋态处理线路中的信息还有待研究，这将极大地推动计算技术的发展。
磁体实验室中Jagadeesh Moodera领导的这个小组发明的雌性半导体材料是氧化铟，其中掺入了少量的铬。这种材料放置在传统的硅半导体表面，带有确定自旋方向的电子通过硅注入进去。自旋极化的电子在半导体中运动，并且被线路另一端的自旋探测器读取。
虽然这种新材料本身就是一项非常重要的发明，但是Moodera说，更重要的突破是他们证明了材料的磁性与周期排布的原子中的缺陷或空穴有关。这个因果关系是以前不知道的。Moodera的研究小组通过控制原子层次上的缺陷，可以在很宽的范围内调节材料的磁性。
这种新材料可以在室温下注入自旋信息，还能与硅兼容，这使得它在电子设备方面有非常好的应用前景。它具有的光学透明性也可以在太阳能电池和触摸平板电路中找到应用。除了能够缩小电子线路的尺寸之外，自旋电子学还能制造出更多的多功能设备，因为电子自旋的改变是可逆的。另外，自旋电子学还能降低信息处理设备的能耗。自旋态被认为是不易丢失的，也就是说在断电的情况下它也能保存信息。
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