اتمی نازک آهن ربا برای نسل بعدی چرخش و کوانتوم الکترونیک

به عنوان گوشی های هوشمند و لپ تاپ ها و رایانه های کوچکتر و سریعتر این کار را انجام ترانزیستور در داخل آنها است که کنترل جریان برق و ذخیره اطلاعات. اما سنتی ترانزیستور تنها می تواند کوچک بسیار است. در حال حاضر محققان در Stevens Institute of Technology جدید را توسعه داده اند اتمی نازک مغناطیسی نیمه هادی است که اجازه خواهد داد که توسعه جدید ترانزیستور است که کار در یک راه کاملا متفاوت; آنها نه تنها می تواند مهار یک الکترون به اتهام بلکه قدرت چرخش آن ارائه یک جایگزین مسیر به ایجاد تا کنون کوچکتر و سریعتر الکترونیک.

به جای تکیه بر ساخت کوچکتر و کوچکتر قطعات این کشف جدید گزارش شده در مارس 2020 موضوع طبیعت ارتباطاتبه طور بالقوه فراهم می کند یک انتقادی پلت فرم برای پیشرفت در زمینه spintronics (چرخش + الکترونیک), اساسا یک راه جدید برای کار الکترونیک و بسیار مورد نیاز جایگزین برای ادامه کوچک سازی استاندارد دستگاه های الکترونیکی. علاوه بر از بین بردن این کوچک سازی, سد جدید اتمی نازک آهنربا همچنین می توانید با فعال کردن سریع تر سرعت پردازش کمتر مصرف انرژی و افزایش ظرفیت ذخیره سازی.

"دو بعدی فرومغناطيس نیمه هادی است که یک ماده است که در آن فرومغناطيس و خواص نیمه رسانایی همزیستی در یکی از مواد ما با این نسخهها کار در دمای اتاق آن را به ما اجازه می دهد به راحتی ادغام آن را با خوبی تاسیس تکنولوژی نیمه هادی" گفت: EH یانگ استاد مهندسی مکانیک در Stevens Institute of Technology که رهبری این پروژه است.

"قدرت میدان مغناطیسی در این مواد است 0.5 تن; در حالی که چنین ضعیف و قدرت میدان مغناطیسی نمی تواند اجازه می دهد تا ما را به انتخاب کنید تا یک گیره کاغذ را به اندازه کافی بزرگ است برای تغییر اسپین الکترون است که می تواند مورد استفاده برای بیت کوانتومی برنامه های کاربردی" گفت: Stefan Strauf یک استاد فیزیک در استیونس.

زمانی که کامپیوتر برای اولین بار ساخته شده آنها پر از کل یک اتاق اما در حال حاضر آنها می تواند متناسب با در جیب عقب خود را. دلیل این است که قانون مور که نشان می دهد که هر دو سال تعداد ترانزیستور مناسب در یک تراشه کامپیوتری را به طور موثر دو برابر یک ابزار را با سرعت و قابلیت. اما ترانزیستور تنها می تواند تبدیل به کوچک قبل از سیگنال های الکتریکی است که آنها قرار است به کنترل دیگر اطاعت از دستورات.

در حالی که بسیاری پیش بینی انتظار می رود قانون مور به پایان خواهد رسید تا سال 2025 روش های جایگزین است که آیا تکیه بر فیزیکی پوسته پوسته شدن بررسی شده است. دستکاری چرخش الکترون ها به جای تکیه تنها بر شارژ می تواند یک راه حل در آینده است.

ساختمان جدید مغناطیسی نیمه هادی با استفاده از دو بعدی مواد - است که دو اتم ضخامت اجازه خواهد داد که توسعه یک ترانزیستور کنترل برق با کنترل از چرخش الکترون به بالا یا پایین در حالی که کل دستگاه باقی مانده است بسیار سبک وزن و انعطاف پذیر و شفاف است.

با استفاده از یک روش به نام درجا substitutional دوپینگ یانگ و تیم خود را با موفقیت سنتز مغناطیسی نیمه هادی به موجب آن یک دی سولفید مولیبدن کریستال است substitutionally دوپ شده با آهن جدا شده اتم. در طی این فرایند آهن اتم لگد کردن برخی از مولیبدن اتم و جای خود را در نقطه دقیق ایجاد شفاف و انعطاف پذیر مواد مغناطیسی - دوباره تنها دو اتم ضخامت دارد. این ماده یافت می شود باقی می ماند مغناطیسی در دمای اتاق و پس از آن است که یک نیمه هادی می توانید به طور مستقیم یکپارچه به معماری موجود از دستگاه های الکترونیکی در آینده است.

یانگ و تیم خود را در Stevens کار با موسسات مختلف به تصویر ماده - اتم با اتم - که مصداق اتم آهن گرفت از برخی از مولیبدن اتم. این نهادها شامل دانشگاه روچستر Rensselaer Polytechnic Institute آزمایشگاه ملی بروکهیون و دانشگاه کلمبیا.

"برای انجام کاری بزرگ در علم شما نیاز به دیگران برای همکاری با شما" گفت: Shichen فو یک دانشجوی دکتری در رشته مهندسی مکانیک در استیونس. "در این زمان ما به ارمغان آورد همه افراد مناسب با هم - labs با نقاط قوت متفاوت و دیدگاه های مختلف به این اتفاق می افتد."

###

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.