2D medžiagų paėmimas sukimui

Tskubos universiteto Aukšto slėgio fizikos instituto mokslininkai kuria naują molibdeno disulfido tranzistorių, kuris sukuria elektronų sukimosi vaizdą, kuris galėtų atverti kelią naujiems spintroniniams kompiuteriams.

Tskubos universiteto mokslininkai, aukšto slėgio fizikos instituto mokslininkai, atrado ir atvaizdavo elektronų pasisukimus tranzistore, pagamintame iš molibdeno disulfido. Šie tyrimai gali sukelti daug greitesnius kompiuterius, kurie naudoja natūralų elektronų magnetizmą, o ne jų krūvį.

„Spintronics“ yra nauja kondensuotų medžiagų fizikos sritis, bandanti atlikti vidinį elektronų magnetinį momentą, vadinamą „sukimais“, atlikti skaičiavimus. Tai bus puikus patobulinimas palyginus su visa turima elektronika, pagrįsta vien elektroniniu įkrovimu. Tačiau sunku nustatyti šiuos sukimus; yra daug nežinomų medžiagų, kurios gali palengvinti įkrautų elektronų perdavimą.

MoR2 tranzistoriaus schema ESR mėgintuvėlyje. Paskola: Ts Ukuba universitetas

Dabar Ukubos universiteto Medžiagų mokslo departamento vadovaujama tarptautinė tyrimų grupė sėkmingai naudojo elektronų sukimo rezonansą (ESR), kad nustatytų neribotų sukimų, einančių per molibdeno disulfido tranzistorių, skaičių. Sukimams taikomas labai stiprus magnetinis laukas, kuris sukuria energijos skirtumą tarp elektronų, besisukančių lygių և, lygių laukui. Fotonų absorbciją, atitinkančią šį energijos tarpą, galima išmatuoti, norint nustatyti nesuporuotų elektronų sukimąsi.

Eksperimento metu mėginį reikėjo atvėsinti iki kiek daugiau nei keturių laipsnių absoliutus nulis, որը Transistorius veiks veikimo metu, kai bus matuojami sukimai. „ESR signalai buvo matuojami tuo pačiu metu, kaip ir nuotėkio srovės“, – teigė profesorius profesorius Kazuhiro Marumoto. „Vėliau teoriniai skaičiavimai atskleidė rotacijų atsiradimo priežastis“, – sako bendraautorė profesorė Małgorzata Wierzbowska. Buvo naudojamas molibdeno disulfidas, nes jo atomai natūraliai sudaro beveik sklandžią dvimatę struktūrą. Molibdeno atomai sudaro plokštumą, kurios viršuje ir apačioje yra sulfido jonų sluoksnis.

Komanda nustatė, kad sistema gali būti įkrauta papildomais elektronais procese, vadinamame n tipo dopingu, kad suktųsi sukimai. „Skirtingai nuo ankstesnio darbo su 2D medžiagomis, n tipo dopingas leido mums geriau kontroliuoti elektroninį sukimąsi“, – aiškina profesorė Marumoto-Virzbowska. Mokslininkai mano, kad molibdeno disulfidas bus svarbus spintroninių prietaisų bandymas, nes technologijos virsta ateities vartojimo produktais.

Nuoroda. „Spin teigia Teisingumo ministerijoje_2: Plonasluoksnis tranzistorius, pasižymintis elektroniniu operandiniu rezonansu „Nao un unetomo, Shohei Iguchi, Magorzata Vierbowska, Akiko Ueda, Yusang Won, Sina Heo, Ezul Cheong, Yutaka Mao Wakam Kontaktinės medžiagos:,
DOI: 10.1038 / s43246-021-00129-y: