Спинтроника на кремнии

11.10.2013

Спинтронные устройства могут быть перспективными в качестве энергонезависимых устройств атомного масштаба, благодаря кодированию информации с помощью спина электрона (либо "вверх" либо "вниз"), а не заряда. Это потенциально позволяет создать схему, работающую со сверхмалыми энергиями, которая помнит свое состояние, даже когда она выключена.

К сожалению, пока не сообщалось о совместимости большинства этих так называемых разбавленных магнитных полупроводников с кремнием. Теперь новые, совместимые с кремнием при комнатной температуре, разбавленные магнитные полупроводники были открыты учеными Университета штата Северная Каролина (NCSU). Полупроводники из станната стронция были успешно осаждены на кремниевую подложку поверх тонкого циркониевого граничного слоя.

"Разбавленные магнитные полупроводники являются очень перспективными для спинтронных устройств, хранящих информацию в магнитном спине электрона, - сказал профессор Джей Нараян (Jay Narayan) из Университета штата Северная Каролина. - Другие материалы, такие как оксид цинка тоже являются разбавленными магнитными полупроводниками, но их нелегко осадить на кремний. Однако благодаря тому, что кубическая симметрия и постоянная решетки станната стронция близки параметрам кремния, он может быть легко интегрирован с кремниевыми подложками".

Другие исследовательские группы тоже экспериментировали с разбавленными магнитными полупроводниками, но многие из них использовали материалы III-V групп, такие как арсенид индия или арсенид галлия. Другие сообщали, что германиевые квантовые точки могут быть совместимы с кремнием, но не при комнатной температуре. Теперь лаборатория Университета штата Северная Каролина сообщает о совместимости с кремнием при комнатной температуре.

По иронии, исследователи вместе с профессором Университета штата Северная Каролина Джастином Шварцем (Justin Schwartz) искали не совместимый с кремнием материал для спинтроники, а материал для топологического изолятора - полупроводника, обладающего свойствами диэлектрика, но с проводящим поверхностным слоем. Однако изучив станнат стронция, ученые обнаружили, что он также является разбавленным магнитным полупроводником.

"Станнат стронция был теоретически предсказан как топологический изолятор и экспериментально мы обнаружили определенные характеристики топологического изолятора в тонких пленках станната стронция, - рассказал Нараян. - Мы также обнаружили, что он является разбавленным магнитным полупроводником при комнатной температуре, свойства которого могут быть подобраны с помощью отжига в кислородной среде".

Далее ученые планируют начать формирование спинтронных транзисторов в этом материале, чтобы подтвердить идею применения станната стронция в качестве перспективного нового направления кремниевых полупроводников.

<< Назад: 3.0 USB-накопитель Mushkin Ventura Ultra 11.10.2013

>> Вперед: Вода в стратосфере формирует климат 10.10.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Оптические системы сортировки и AI для черники и фруктов 14.02.2026

Каждый год потребители ожидают увидеть на прилавках свежие, ровные по размеру и цвету ягоды черники без признаков порчи или обезвоживания, при этом производители стремятся минимизировать потери и сохранить естественную привлекательность продукта. В эпоху растущих требований к качеству и дефицита квалифицированной рабочей силы традиционные методы сортировки фруктов уже не всегда справляются с задачей. Именно поэтому компании активно внедряют оптические сканеры в сочетании с искусственным интеллектом, способные анализировать ягоды с невероятной точностью и скоростью, сохраняя при этом их товарный вид. На выставке Fruit Logistica 2026 в Берлине компания Tomra Food презентовала свои последние достижения в области постуборочной обработки. Центральное место на стенде занимает совершенно новая оптическая сортировочная система, специально разработанная для свежей черники и предназначенная для использования непосредственно в упаковочных цехах. Эта машина охватывает весь путь ягод - от загруз ...>>

Монитор ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3 13.02.2026

Для многих поклонников компьютерных игр выбор монитора - это всегда поиск идеального баланса между потрясающей картинкой, молниеносной скоростью отклика и надежностью в длительных игровых сессиях. Технология QD-OLED уже несколько лет задает высокую планку качества изображения, предлагая глубокий черный цвет, яркие краски и практически мгновенную реакцию пикселей. Однако даже у самых продвинутых панелей оставались слабые места: уязвимость к царапинам, цветовые искажения под определенными углами и заметное отражение в освещенных помещениях. Компания ASUS решила серьезно улучшить ситуацию и представила третье поколение своего популярного 32-дюймового флагмана - ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3. В основе новинки лежит современная 32-дюймовая QD-OLED панель с разрешением 4K (3840 x 2160 пикселей), которая обеспечивает невероятную детализацию и точность цветопередачи. Частота обновления достигает 240 Гц, что делает картинку исключительно плавной даже в самых динамичных сценах шутеров или ...>>

Случайная новость из Архива Биотопливо из пищевого мусора 22.11.2017 По данным Организацией Объединенных Наций, люди отправляют на помойку около трети всех продуктов питания. Хотя в разных странах конкретные цифры отличаются (например, в Европе и Северной Америке объем выбрасываемых продуктов за год равен примерно 100 кг на одного человека, а в бедных регионах Африки и Азии - 10 кг), в результате все равно получается колоссальный объем в 1,3 млрд тонн в год. Конечно, возникает естественный вопрос, нельзя ли с этим пищевым мусором сделать что-то полезное, тем более, что его так много. Один из вариантов - производить из него биотопливо. Идея сама по себе не новая, и здесь обычно используют ферментацию углеводов и переэтерификации жиров (при переэтерификации сложные молекулы жиров обмениваются своими структурными элементами, так что в результате у жиров снижается температура плавления, они лучше окисляются кислородом и т. д.). Однако с помощью ферментации углеводов и переэтерификации жиров в биотопливо можно перевести только часть мусорного сырья. Исследователи из Сколковского института науки и технологий вместе с коллегами Обьединенного института высоких температур РАН предложили более эффективный подход к утилизации пищевых отходов. В своих экспериментах они применили метод гидротермального сжижения, который не только значительно более энергоэффективен, но и позволяет переводить в биотопливо все сырье с минимальным объемом отходов. Кроме того, метод гидротермального сжижения также позволяет получать биотопливо из влажной биомассы, исключая стадию сушки сырья с неизбежными затратами энергии на эту сушку. Подвергнув гидротермальному сжижению сыр пармезан, ветчину и яблоки, исследователи обнаружили, что в результате получаются водорастворимая фракция и водонерастворимое масло (в случае яблок получалась только водорастворимая фракция). Молекулярный состав продуктов реакции очень разнообразен и больше напоминает не обычную нефть, а продукты пиролиза древесины (деготь). В перспективе метод гидротермального сжижения можно оптимизировать так, чтобы с его помощью получать разные виды биотоплива - например, биотопливо, пригодное для автомобилей - но сначала нужно более подробно описать, какие именно молекулы получаются при таком способе переработки пищевых отходов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026