Литий-ионный транзистор с твердым электролитом 22.11.2020

Одна из самых "горячих" областей прикладной физики, спинтроника, занимается устройствами, использующими для выполнения полезных функций спин электронов. Однако измерять это фундаментальное квантовое свойство и, вообще, манипулировать им, остается непростой задачей.

Результаты исследования, предпринятого группой ученых Токийского научного университета и Национального института материаловедения (NIMS), должны помочь устранить некоторые из ограничений, свойственных современным устройствам спинтроники, такие как завышенный расход энергии, низкие рабочие температуры и потребность в редких и дорогостоящих материалах.

Японские инженеры представили простую, но, вместе с этим, эффективную стратегию изменения угла намагниченности в типичном ферромагнитном материале - магнетите (Fe3O4).

Команде удалось сконструировать окислительно-восстановительный (редокс) транзистор, содержащий тонкую пленку магнетита на оксиде магния и твердый электролит из силиката лития с микродобавкой циркония. Введение ионов лития в твердый электролит позволяло добиться вращения угла намагничивания при комнатной температуре и существенно изменить плотность электронных носителей. Это вращение намагниченности вызвано изменением спин-орбитальной связи из-за инъекции электронов в ферромагнетик.

В отличие от прежних попыток управления углом намагниченности, в которых использовали сильные внешние магнитные поля или спиновые токи, новый подход основан на обратимой электрохимической реакции. После приложения внешнего напряжения ионы лития мигрируют из верхнего электрода (оксид литий-кобальта) через электролит в слой магнетита. Ионы внедряются в структуру этого материала, образуя соединение LixFe3O4 и вызывают заметное вращение его угла намагничивания из-за изменений в носителях заряда.

Используя этот эффект, в экспериментах удалось обратимо изменять угол намагниченности примерно на 10°. Авторы смогли, увеличив напряжение, повернуть намагниченность даже на 56°, однако такие изменения уже не были полностью обратимыми из-за искажений кристаллической структуры, вызываемых ее перенасыщением ионами лития.

Полученное устройство имеет сравнительно простую конструкцию, его легко изготавливать промышленным способом. Возможность же управлять намагниченностью при комнатных температурах существенно приближает появления экономичного спинтронного оборудования для широкого круга практических задач.

<< Назад: Смешанная реальность для автомобилей 23.11.2020

>> Вперед: Утепление домов окурками 22.11.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Целебные свойства золота 16.01.2021

Ученые из испанского Университета URV обнаружили, что наночастицы, находящиеся в золоте, способны убивать болезнетворные бактерии. Специалисты в лаборатории синтезировали наночастицы, диаметр которых в восемь раз меньше толщины волоса. Выяснилось, что при наличии этих частиц клетки бактерий изменяются, поскольку их стенки не справляются с "напором". Таким образом инертные наночастицы убивают болезнетворные бактерии. Ученые также смоделировали процесс болезни - в результате эксперимента они ...>>

Высокоэнтропийные сплавы для новых сверхпроводников 16.01.2021

Исследователи из Токийского столичного университета разработали новый сверхпроводник из высокоэнтропийного сплава, используя обширные данные о простых сверхпроводящих веществах с определенной кристаллической структурой. Известно, что высокоэнтропийные сплавы сохраняют сверхпроводящие характеристики до чрезвычайно высоких давлений. Новый сверхпроводник Co0.2Ni0.1Cu0.1Rh0.3Ir0.3Zr2 имеет сверхпроводящий переход при 8K, что является относительно высокой температурой для сплавов. Подход команды може ...>>

Электрический седан Nio ET7 15.01.2021

Китайский производитель электромобилей Nio представил новую модель - премиальный полностью электрический седан ET7 с впечатляющими характеристиками. Nio ET7 построен на двухмоторной платформе мощностью 480 кВт (180 кВт электродвигатель с постоянными магнитами на передней оси и 300 кВт асинхронный электродвигатель - на задней оси), что соответствует 653 л.с. Пиковый крутящий момент составляет 850 Нм, что позволяет электромобилю разгоняться до 100 км/ч всего за 3,9 с. Для сравнения, грядущая 11 ...>>

Шампост - компост после выращивания шампиньонов 15.01.2021

Испанские ученые в общем проекте разработали технологию, которая позволяет переработать компост после выращивания грибов шампиньонов. В целом компост для выращивания шампиньонов имеет несколько составляющих, в частности добавляют солому, конский или птичий помет и др. Поливают водой, уплотняют. Но проблема в том, что потом этот компост нужно утилизировать. Выход нашли: утилизация компоста происходит через биогазовую установку. Пилотный проект запустили в регионе Риоха, который известен в осно ...>>

Терморегулирующие шторы 14.01.2021

Студенты Берлинского университета искусств разработали терморегулирующие шторы, которые без использования электроэнергии, поддерживают в помещении температуру 25°С. Эффект сохранения температуры достигается за счет использования материалов с фазовым переходом. Материал изменяет температуру, выделяя тепло при изменении агрегатного состояния (обычно это происходит во время кристаллизации солей из перенасыщенного раствора). Поэтому, шторам не нужно электричество или любой другой источник энер ...>>

Случайная новость из Архива

Индустриальный безвентиляторный компьютер умещается на ладони 27.10.2010

Миниатюрный индустриальный компьютер AMOS-3001-1E10A1 производства VIA Technologies выполнен во встраиваемом индустриальном корпусе и может работать в интервале температур от -20 до 70°C. Компьютер абсолютно бесшумен, так как в нем нет никаких движущихся элементов.

Ядром системы является малопотребляющий процессор 1,0 ГГц VIA Eden ULV с низким тепловыделением, что позволило отказаться от активной системы охлаждения (нет вентиляторов). Вместо жесткого диска использован твердотельный SSD-накопитель. Большое количество внешних интерфейсов (HDMI, LAN, 4xUSB, 1xRS-232, 1xRS-232/422/485/GPIO) позволяет использовать компьютер в широком спектре приложений.

AMOS-3001-1E10A1 поставляется с предустановленной ОС Windows XP.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

Бесплатная техническая документация для любителей и профессионалов