Спинтроника осваивает кремниевые материалы

Исследователям впервые удалось показать, что можно инжектировать в кремний электроны с определенным спиновым состоянием, которое можно измерять или менять под действием внешних факторов.

Важно отметить, что сделать это можно с помощью нынешних технологий и с использованием кремния, который до сих пор не удавалось интегрировать со спинтронными устройствами - спиновые состояния в кремнии деградировали из-за образования силицидов на границе ферромагнетика с кремнием.

Спинтронные устройства раньше можно было изготовить лишь на основе металлов или полупроводника арсенида галлия. Появлялись также сообщения о возможности использования органических веществ для этой цели.

В обычном потоке электронов спины могут иметь два значения, и для создания электронов с определенным значением спина применяют т.н. ферромагнитные фильтры. Электроны с направлением спина, противоположным вектору намагниченности, будут замедляться и рассеиваться, а электроны со спином, совпадаюшим с направлением магнитного поля, легко пройдут через фильтр.

Ян Эпплбаум (Ian Appelbaum) и Бикин Хуан (Biqin Huang) из университета штата Делавер (США) и их коллега Дау Монсма (Douwe Monsma) из компании Cambridge NanoTech (штат Массачусетс) пропускали поток электронов высокой энергии через ферромагнитный фильтр - слой материала толщиной всего 5 нм на поверхности кремниевой пластины толщиной 10 микрон. Устройство поддерживалось при температуре -188 C.

Спиновое состояние инжектированных в кремниевую пластину электронов можно измерить с помощью магнита, расположенного с другой стороны пластины. Более того, была продемонстрирована возможность менять с помощью магнитного поля спиновое состояние инжектированных электронов.

Таким образом, можно говорить о создании прототипа спинтронного устройства на основе кремния, хотя ученым предстоит решить серьезные технические проблемы, такие как переход к более высоким температурам и использованию кремниевых пластин с не самой высокой степенью очистки, сообщает New Scientist.