利用電子自旋改變磁方向

2020-12-05 科學網

 

磁開關的可逆轉是磁信息儲存的關鍵因素，如今，研究人員在不改變電流的情況下，利用電子的自旋實現了磁開頭的可逆轉性。新發現發表在日前在線出版的《自然—物理學》期刊上，它將導致一種全新、低能的電子設備的誕生。

 

在傳統的電子學中，電子的電荷被用於信息的轉移、儲存和處理。除了電荷之外，電子還具有自旋的特性，這種自旋也能讓電子履行這些功能。但是，因為很難產生只有自旋的電流，因此，絕大多數應用仍需同時依賴於自旋和電荷的傳輸。然而，Yoshichika Otani和合作者設法創建出一種高強度純自旋的電流，這種電流有不少的好處，如更少的熱量和更快的運行。（來源：科學時報 王丹紅）

 

（《自然—物理學》（

Nature Physics

），4, 851 - 854，Tao Yang，Yoshichika Otani）

 

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    美國加州大學物理學家近日在實驗室中的一次偶然發現，也許將改變計算機信息傳送和存儲的方式。這一發現將會極大助力於半導體自旋電子技術的發展，推動新型超高速計算機的產生。
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  • 僅此一文,讓你領略電子自旋的魅力。下一代內存革命,就靠它了
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    它利用電子的自旋和磁矩，使固體器件中除電荷輸運外，還加入電子的自旋和磁矩，是一門新興的學科和技術。應用於自旋電子學的材料，需要具有較高的電子極化率，以及較長的電子自旋弛豫時間。 人們經常將電子自旋類比於地球自轉。
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    日本東京大學的研究人員使用超微技術，在世界上首次成功利用電子自旋發電。這項技術有望應用於磁傳感器或用來為超小型電子器械製造電源。
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    在這篇綜述中，作者對包括使用應變，離子液體，介電材料和電化學離子遷移的反鐵磁自旋電子器件的電場調製等前沿研究進行了全面綜述。此外，作者還介紹了各種新興的主題研究，如Néel自旋軌道轉矩，手性自旋電子學，拓撲反鐵磁自旋電子學，各向異性磁阻，存儲器件，2D磁性以及與反鐵磁有關的磁離子調製。總之，作者強調了實現高質量的室溫反鐵磁隧道結，反鐵磁自旋邏輯器件和人工反鐵磁神經元的可能性。
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    讓我們感到幸運的是，除了電荷這一特性之外，電子還有「自旋」的特性。自旋，是電子與生俱來的量子物理特性，可以被理解為一種角動量，要麼「向上」，要麼「向下」。具有自旋特性的微小粒子，表現得如同圍繞著自己的軸持續旋轉，從而創造出了磁矩（磁矩可用於傳輸或存儲信息）。