Neoweb.nl

Methode om elektronenspin te reguleren kan tot snellere computers leiden

0 Members and 2 Guests are viewing this topic.

Offline Digihans

  • *****
  • 1.794
  • +86/-8
  • Gender: Male
  • E=MC2
Methode om elektronenspin te reguleren kan tot snellere computers leiden

Onderzoekers zijn bij toeval op een methode gestuit om de spin van elektronen in halfgeleiders te manipuleren. Met dunne laagjes magnesiumoxide kunnen de elektronen gesorteerd worden.

Een elektron heeft, naast zijn massa en negatieve lading, een eigenschap die spin of intrinsieke draairichting wordt genoemd. Een normale verzameling elektronen bevat evenveel up- als down-spin elektronen, wat er voor zorgt dat de stroomrichting in een elektronisch circuit niet door de spin wordt bepaald. Bij spintronics wordt deze spin-eigenschap van elektronen echter gemanipuleerd, waardoor de spin onder meer gebruikt kan worden om de stroomrichting van een elektrische puls te beïnvloeden en logische bewerkingen met behulp van de spin van elektronen uit te voeren. De techniek wordt onder meer in harde schijven toegepast, voor zowel de opslag van gegevens als in de lees- en schrijfkoppen.

Een veelgebruikte testopstelling voor onderzoek naar spintronics bestaat uit een halfgeleiderlaag en een ferromagneet, waartussen een dunne isolator-laag wordt aangebracht. Ook de onderzoekers van de Californische Riverside-universiteit gebruiken een halfgeleider en ferromagneet die worden gescheiden door een laagje magnesiumoxide van slechts enkele atomen dik. Het MgO-laagje heeft een aantal interessante eigenschappen waar de onderzoekers gebruik van maken: wanneer de laag MgO minder dan twee atoomlagen dik is, worden alle elektronen met een up-spin door het materiaal gereflecteerd, terwijl down-spin elektronen door de laag heen kunnen bewegen. Het resultaat is een halfgeleider met alleen spin-up elektronen. Wanneer de MgO-laag meer dan zes atomen dik is, worden zowel de up- als down-spin elektronen gereflecteerd.

Juist in het gebied tussen beide diktes traden opmerkelijke effecten op: wanneer het laagje tussen halfgeleider en ferromagneet dunner dan zes atomen, maar dikker dan twee atomen is, worden juist spin-up elektronen doorgelaten en bleven de spin-down elektronen in de halfgeleider achter. Het selectief aanbrengen van up- of down-spin elektronen in een halfgeleider, zou de richting waarin de stroom door de halfgeleider loopt, kunnen beïnvloeden. Het onderzoeksteam zal gaan proberen de ontdekking van 'spin reversal', zoals zij het noemen, in spintronics toe te passen. Dat zou moeten leiden tot vorderingen bij de ontwikkeling van magnetisch geheugen, of mram, en, uiteraard, snellere computers.

bron:tweakers.net

Zie ook:
http://en.wikipedia.org/wiki/Spintronics
http://www.sciencedaily.com/releases/2008/06/080623175329.htm