Magnetinio vožtuvo efektas, pagrįstas magnetiniu izoliatoriumi
Atsižvelgiant į informacijos saugojimo ir logikos operacijų poreikius po Moore eros, spintronic prietaisai teikia daug žadančias plėtros kryptys kuriant naujos kartos mikroelektroninius prietaisus, kurių mažiausias ląstelių dydis, nepastovus, mažo galingumo vartojimas ir didelis greitis. Tarp jų nugaros vožtuvas yra įvairių tipų spintronic prietaisų pagrindinis blokas. Gręžimo vožtuvas paprastai apima sumuštinių šerdies struktūrą, kurią sudaro du feromagnetinio metalo sluoksniai ir nemagnetinis tarpinis sluoksnis dėl sukimosi polarizacijos elektronų tarp dviejų feromagnetinių sluoksnių. Transportas, kad prietaiso atsparumą moduliuoja santykinė dviejų feromagnetinių sluoksnių orientacija. Didelio tankio informacijos saugojimui ir jutikliams, tokiems kaip magnetiniai kietieji diskai, magnetinės laisvosios kreipties atmintinės, magnetiniai atsitiktinės atminties laikmenos, ir magnetiniai jutikliai. Straipsnyje du mokslininkai, A. Fert iš Prancūzijos ir P. Grünberg iš Vokietijos, laimėjo 2007 m. Nobelio fizikos apdovanojimą už atradimą milžiniško magnetorezistencijos (GMR) poveikio.
Nugaros banga yra kolektyvinė susijaudinusi grįžtamojo precedeno proceso būklė magnetinėje sistemoje. Quantizuojamos kvazikuliarinės dalys vadinamos magnetonais, o kiekvienas magnetonas atlieka pastovų sukimo momentą Planke. Palyginus su nugaros poliarizuoto laidumo elektronais tradiciniuose metaluose, magnetonai su spin bangos pagrindu turi tokius privalumus: (1) magnetonų perdavimas neturi šilumos išsklaidymo ir mažo slopinimo charakteristikų ir sukasi tolimais atstumais. Informacijos platinimo srityje yra daug privalumų; (2) Magnetonų svyravimo savybės turi tiek amplitudės, tiek fazės charakteristikas, kurios gali pralaužti tradicinės von Neumann sistemos logiką ir skaičiavimo architektūrą, ir gali tapti "Post-Moore era" informacijos perdavimu. Vienas iš svarbiausių būdų apdoroti yra; (3) Makroskopiniai kvantiniai efektai, tokie kaip superkrovis, superlaidumas, Bose-Einšteino kondensatas ir Džozefsonas, grindžiami magnetizmu, taip pat tapo kondensuotųjų medžiagų fizikos karštais taškais. Magnetinio spintronics tyrime mikrobangų krosnelė yra dažniausiai naudojamas sužadinimo ir aptikimo metodas. Tačiau mikrobangų įtaisų dydžio sunku pasiekti miniatiūrizavimo. Todėl magnetinio nugaros įtaisų taikymui puslaidininkių masto integruotose grandinėse yra skubiai reikia sukurti magnetizavimo grįžties sužadinimo, moduliavimo ir aptikimo metodus, pagrįstus elektriniais metodais.
Nuo 2012 m. Iki 2016 m. Nacionalinės fizinės fizikos centro (Kinijos Mokslų akademijos Kinijos Mokslų akademijos Kinijos Mokslo akademijos Kinijos Mokslo akademijos (Kinijos kondensuotųjų cheminių medžiagų centras) Han-Xiufengo vadovaujama mokslinė grupė, vadovaujama Han Xiufengo magnetinių laboratorijų laboratorijoje, naudojo magnetroninio dulkinimo metodą, temperatūros terminio apdorojimo procesas, leidžiantis perduoti pavyzdžių seriją. Paruošimas ir optimizavimas įveikia apribojimą, kad YIG galima paruošti tik ant vienkristalų GGG substratų. Pt / YIG / Pt sunkiojo metalo / magnetinio izoliato / sunkiojo metalo (HM / MI) konstrukcija buvo paruošta ant Si-SiO2 pagrindo. / HM) sluoksniuotą heterostruktūrą ir pirmą kartą struktūroje pastebėta profesoriaus Zhang Yifengo Arizonos universiteto komanda, magnetinio pasipriešinimo efektą numatė teorija, tai yra dėl magnetonų sužadinimo ir perdavimo YIG, viena Pt sluoksnio pusė. Įkrovimo / sukimosi srautas gali vilkti priešingą įkrovos / sukimosi srautą kitame Pt sluoksnyje. Šis darbas patvirtina, kad magnetinis izoliatorius gali veikti kaip magnetinio grįžimo perdavimo kanalas
Neseniai Han Xiufengo tyrimo komanda novatoriškai priėmė YIG magnetinius izoliatorius kaip magnetinius elektrodus, Au kaip tarpinį sluoksnį ir heteroepitaksinį augimą ant GGG substratų gaminant aukštos kokybės YIG / Au / YIG naujus magnetinius izoliatorius / metalus / magnetinį izoliatorių (MI / NM / MI) - magnetinio vožtuvo konstrukcija, ir pirmoji Magnon Valve efekto stebėjimas ir atradimas šioje struktūroje, ty dviejų magnetinių izoliacinių sluoksnių santykinės magnetizacijos krypties orientacija gali būti valdoma. Magnetinio srauto dydis. Pirma, jie tiksliai sureguliavo dviejų YIG sluoksnių kristalinę struktūrą, kad susidarytų skirtingos prievartos jėgos, kad būtų pasiekta lygiagretė santykinė įmagnetinimo orientacija; temperatūros gradiento generavimui buvo naudojamas vietinis srovės šildymo metodas, o YIG stimuliuotas išilginis nugaros efektas Seebeck poveikis. Magnetinis srautas per magnetinį pavaros vožtuvo magnetinį srautą gali realizuoti elektrinį matavimą per anti-spin Hall effect Pt; tada jis nustato magnetinį vožtuvo efektą, tai yra, santykinė dviejų sluoksnių YIG orientacija gali būti valdoma magnetinio hidrodinaminio magnetinio vožtuvo srauto dydžiu, kuriame santykinis magnetinio vožtuvo santykis (MVR) plokštumoje ir anti - lygiagretusis lygis kambario temperatūroje gali siekti 19%; ir tai atskleidžia, kad magnetinio vožtuvo santykio santykis daugiausia priklauso nuo magnetinio izoliato. Magnetrono elektronų sukimosi konversijos efektyvumo temperatūros priklausomybė nuo metalinės sąsajos atitinka teorinį skaičiavimo rezultatą; Au nugaros difuzija gaunama nustatant magnetinio subvalvio ir Au storio santykį. Ilgis yra 15,1 nm, o tai atitinka rezultatus, gautus taikant gręžimo siurblio metodą [Hao Wu ir XF Han et al., Phys. Rev. Lett. 120 (2018) 097205, DOI: https://doi.org/10.11 03 / PhysRevLett.120.097205, redaktoriai "Rekomenduojami ir rekomenduojami fizikoje".
Šiuo tyrimu parengtu magnetiniu vožtuvu "YIG / Au / YIG" - nauja magnetinio izoliacinio / vidurinio sluoksnio / magnetinio izoliatoriaus (MI / NM / MI) magnetinio vožtuvo konstrukcija - tai grįžtamasis informacijos perdavimas ir loginis veikimas. Pagrindinis magnetinio tipo branduolio ląstelių įrenginys taip pat yra materialus ir fizinis pagrindas būsimiems magnetinių plyšių prietaisų moksliniams tyrimams ir plėtrai, pagrįsti magnetinėmis podstepių grandinėmis, logika, saugykla, diodais, tranzistoriais, bangolaidžiais ir komutatoriais. Tai rodo, kad nauja klasė spintronics pagrindinių įrenginių su magnetiniais izoliatoriais, kaip magnetinių izoliuotojų informacijos pulteliu, yra svarbi taikymo perspektyva, o medžiagų, fizikos ir prietaisų pranašumai potencialiai gali pagreitinti mažai energijos, perrašomi, kintamasis ir aukšto dažnio kompiuterių serijos pagrindiniai įrenginiai. Ši magnetinio vožtuvo konstrukcija gali būti suderinta su esamu didelio masto integrinių grandynų procesu, kuris prisideda prie integruotos integracijos ir platų magnetinių prietaisų, spintronic prietaisų ir puslaidininkių mikroelektroninių įrenginių integravimo ateityje.
www.greatmagtech.com www.gme-magnet.com