เทคนิคพลังงานต่ำแบบใหม่สำหรับการตรวจจับการหมุนของอิเล็กตรอนในระบบที่ไม่ใช่แม่เหล็กอาจช่วยในการพัฒนาอุปกรณ์สปินทรอนิกส์ที่ทำงานโดยใช้เฟอร์โรอิเล็กทริกแทนแม่เหล็กไฟฟ้า ในที่สุดอุปกรณ์ดังกล่าวอาจเป็นแกนหลักของโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ที่มีประสิทธิภาพและใช้พลังงานต่ำ และด้วยเหตุนี้จึงช่วยรักษาความก้าวหน้าในการประมวลผลข้อมูลความเร็วสูง
เป็นเวลา
กว่าครึ่งศตวรรษที่พลังการประมวลผลเพิ่มขึ้นอย่างทวีคูณ อย่างไรก็ตาม เมื่อเร็ว ๆ นี้ การเติบโตของ “กฎของมัวร์” ซึ่งตั้งชื่อตามผู้ก่อตั้งร่วมของอินเทล กอร์ดอน มัวร์ ซึ่งทำนายในปี 2508 ว่าจำนวนทรานซิสเตอร์ต่อตารางนิ้วบนวงจรรวมจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุกปีเป็นเวลาอย่างน้อยหนึ่งทศวรรษ
ได้ชะลอตัวลง เนื่องจากมัน การทำให้ทรานซิสเตอร์ธรรมดามีขนาดเล็กลงกว่าที่เป็นอยู่นั้นยากขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้น นักวิจัยจึงมองหาวิธีที่จะช่วยให้พลังการประมวลผลเติบโตต่อไป แม้ว่าการปรับขนาดตามขนาดแบบดั้งเดิมจะดำเนินไปจนเกินขีดจำกัดพื้นฐานก็ตาม ในบรรดาโซลูชันจำนวนมากที่กำลัง
ตรวจสอบ ได้แก่ โซลูชันที่พยายามลดการใช้พลังงานในทรานซิสเตอร์ภาคสนาม (FETs) ซึ่งเป็นพื้นฐานของชิปคอมพิวเตอร์ซิลิกอนสมัยใหม่ วิธีหนึ่งในการทำเช่นนี้คือการเปลี่ยนทรานซิสเตอร์แบบเดิมด้วยรุ่นทางเลือกที่ไม่ต้องการแหล่งจ่ายไฟอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาสถานะเปิดหรือปิด
วงจร มีขนาดเล็กลงและมีประสิทธิภาพมากขึ้นเทคโนโลยี ซึ่งใช้สปินควอนตัมของอิเล็กตรอน (หรือโมเมนตัมเชิงมุมภายใน) แทนการเก็บประจุและประมวลผลข้อมูล อาจเสนอวิธีการบรรลุเป้าหมายนี้ได้ เนื่องจากสปินอิเล็กทรอนิกส์สามารถชี้ “ขึ้น” หรือ “ลง” ได้ จึงสามารถใช้คุณสมบัติไบนารีนี้
เพื่อดำเนินการทางตรรกะในวงจรสปินโทรนิกได้ในลักษณะเดียวกับการใช้ประจุไฟฟ้าในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ข้อได้เปรียบที่สำคัญคือเมื่อสปินของอิเล็กตรอนเปลี่ยนทิศทาง สถานะใหม่จะถูกเก็บไว้อย่างถาวร (นั่นคือ “ไม่ลบเลือน”) ดังนั้น วงจรสปินโทรนิกส์จึงไม่ต้องการพลังงานอินพุตเพิ่มเติม
เพื่อให้
สถานะของวงจรยังคงเสถียร อย่างไรก็ตาม วงจร Spintronic มีข้อเสียเปรียบที่สำคัญสำหรับผู้สนับสนุนด้านประสิทธิภาพ ในสปินโทรนิกส์ ข้อมูลจะถูกส่งหรือจัดการผ่านกระแสสปิน ซึ่งประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่มีสปินตรงกันข้ามซึ่งเคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้าม กระแสเหล่านี้มักจะถูกสร้างขึ้นโดยใช้วัสดุ
ที่เป็นแม่เหล็กไฟฟ้า นั่นเป็นปัญหาเนื่องจากการทำให้เป็นแม่เหล็กของวัสดุดังกล่าวไม่สามารถเปลี่ยนได้ยกเว้นโดยการใช้สนามแม่เหล็กหรือกระแสที่แรงมาก ดังนั้น ในอุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริงและสลับได้ ข้อได้เปรียบด้านพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บข้อมูลแบบไม่ลบเลือนจะถูกลบทิ้งอย่างรวดเร็ว
วิธีใหม่ในการควบคุมการหมุนนักวิจัยได้พัฒนาวิธีการใหม่ที่ใช้พลังงานน้อยลงในการควบคุมกระแสการหมุน วิธีการของพวกเขาใช้ชั้นบางเฉียบของอิเล็กตรอนตัวนำ ซึ่งรู้จักกันในทางเทคนิคว่าเป็นก๊าซอิเล็กตรอนแบบสองมิติ (2D) ซึ่งพัฒนาที่ส่วนต่อประสานระหว่างสตรอนเทียมไททาเนต
(ฉนวนไฟฟ้าในสถานะบริสุทธิ์) และชั้นที่หุ้มด้วยอะลูมิเนียม นักวิจัยเริ่มต้นด้วยการฉีดกระแสหมุนจากโลหะผสมนิกเกิลเหล็กเฟอร์โรแมกเนติกเข้าไปในสตรอนเชียมไททาเนต (SrTiO 3 ) เมื่ออิเล็กตรอนถูกจำกัดอยู่ในแก๊สอิเล็กตรอน 2 มิติ สปินของพวกมันจะจับคู่กับโมเมนตัมด้วยปรากฏการณ์
ที่เรียกว่าปฏิสัมพันธ์ของวงโคจรแบบสปิน “เอฟเฟกต์นี้แปลงกระแสสปินเป็นกระแสประจุทั่วไป ซึ่งช่วยให้เราตรวจจับสปินที่ฉีดเข้าไปได้” อธิบายมีลักษณะเหมือนวัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริก ต่อไป ทีมงานใช้แรงดันไฟฟ้าคร่อมฉนวน SrTiO 3ที่อยู่ใต้แก๊สอิเล็กตรอนเพื่อปรับการเชื่อมต่อของสปิน-ออร์บิท
และตามด้วยทิศทางของกระแสประจุ ณ จุดนี้ พวกเขาค้นพบว่า SrTiO 3ที่เป็นฉนวนมีพฤติกรรมเหมือนวัสดุเฟอร์โรอิเล็กทริก กล่าวคือ มีโมเมนต์ไดโพลไฟฟ้าถาวร เช่นเดียวกับวัสดุเฟอร์โรแมกเนติกที่มีโมเมนต์ไดโพลแม่เหล็กถาวร นี่เป็นข้อดีที่สำคัญ เนื่องจากสามารถกำหนดทิศทางของโมเมนต์ไดโพล
ไฟฟ้าได้โดยใช้สนามไฟฟ้า ซึ่งควบคุมได้ง่ายกว่าสนามแม่เหล็กที่ต้องใช้ในการเปลี่ยนการดึงดูดของวัสดุแม่เหล็กไฟฟ้าและเพื่อนร่วมงานยังยืนยันว่าทิศทางของโพลาไรเซชันทางไฟฟ้าโดยรวมของ SrTiO 3ขึ้นอยู่กับขั้วของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ โพลาไรเซชันทางไฟฟ้านี้ยังคงอยู่
อย่างไรก็ตาม
การใช้เทคนิคนี้เพื่อสร้างปฏิสัมพันธ์ที่น่ารังเกียจนั้นยากกว่า Polaritons โต้ตอบโดยการเปลี่ยนดัชนีการหักเหของแสงในตัวกลาง หากต้องการเปลี่ยนปฏิสัมพันธ์นี้จากที่น่าดึงดูดใจเป็นน่ารังเกียจ ต้องใช้โพลาริตอนซึ่งเปลี่ยนดัชนีการหักเหของแสงเฉพาะที่ในทิศทางตรงกันข้าม
แม้ว่าจะสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนวิธีการลดแสงที่ตกกระทบ การเปลี่ยนแปลงนี้ยังทำให้มวลที่มีประสิทธิผลเป็นลบของโพลาริตอน “สำหรับสัญญาณหนึ่งของการดีทูนิง อนุภาคจะดึงดูดซึ่งกันและกัน” อธิบาย: “อีกด้านหนึ่งของการดีทูนิง คุณเปลี่ยนทั้งอันตรกิริยาและเทอมมวล
ที่ได้รับมอบหมายอย่างไม่แน่นอนโดยทีม พวกเขายังค้นพบการเปลี่ยนแปลงใหม่ ซึ่งอาจมาจากสถานะความเท่าเทียมกันของสปินจาก 16 + เป็น 14 + โดยปกติแล้ว แรงเหวี่ยงที่กระทำต่อนิวเคลียสหนักที่หมุนอยู่จะทำให้มันแตกตัวได้ง่ายขึ้น อย่างไรก็ตาม การสังเกตสถานะที่มีการหมุนมากถึง 16 หน่วย
แสดงว่าเศษเสี้ยวของ254ไม่มีนิวเคลียสยังคงไม่บุบสลาย แม้ว่าพวกมันจะมีโมเมนตัมเชิงมุมสูงก็ตาม
ทั้งสองกลุ่มกำลังวางแผนตรวจสอบเพิ่มเติมเกี่ยวกับความเสถียรของ254 No และการขึ้นอยู่กับโมเมนตัมเชิงมุมของนิวเคลียส ผลลัพธ์ควรให้ข้อมูลเชิงลึกเชิงทฤษฎี
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
