multiferoici
Acestea sunt potențial foarte importante pentru stocarea în viitor a datelor magnetice și dispozitivele spintronice, oferind o modalitate simplă și rapidă de schimbare a proprietăților lor electrice și magnetice. În această dezvoltare promițătoare, oamenii de știință lucrează împreună cu Laboratorul Național Lawrence Berkeley al Departamentului de Energie al SUA.
Lucrand cu un multiferroic prototip, a demonstrat cu succes modul in care poate fi comutat de un camp electric.
„Folosind câmpuri electrice, putem crea, șterge, și scuturați p-n-tranzițiilor în film de ferită de bismut dopat cu calciu“, - a declarat șeful studiului, Ramesh Ramamurthy (Ramamoorthy Ramesh), Stiinta Materialelor Direction (Divizia Stiinte materiale) Berkeley Lab.
Următoarea generație de computere va fi mai compactă, mai rapidă și mult mai versatilă decât dispozitivele de astăzi, datorită în parte dezvoltării preconizate a chipsurilor de memorie care stochează date datorită proprietăților spinului electronic și momentului magnetic.
Ferita bismutului este multiferroica, constând din bismut, fier si oxigen (BiFeO3). El este un feromagnet și un antiferromagnet și se bucură de un interes special în sfera spintronicii, mai ales după recenta descoperire a lui Ramesh. Ei au descoperit că, deși ferit de bismut este un material izolant, acesta este pătruns de straturi hiperfine, denumite pereți de explozie, care conduc electricitatea la temperatura camerei. Această descoperire a sugerat că, în prezența unei impurități reale, starea de conductivitate poate fi stabilizată, făcând posibilă crearea unor joncțiuni p-n care joacă un rol-cheie în electronica solidă.
„Transformările izolator la conductorul de controlat, de obicei, printr-o combinație de aditivi chimici și câmpul magnetic, dar câmpurile magnetice sunt prea costisitoare și consumatoare pentru utilizarea practică în probe comerciale de energie“, - a spus Ramesh. „Câmpuri electrice sunt mult mai convenabile pentru parametrii de control, deoarece este posibil să se aplice cu ușurință o tensiune la probă și ajustați valoarea pentru tranziția izolator-conductor“.
În studiul Ramesh, ferit de bismut a fost adăugat cu ioni de calciu acceptori, care au fost cunoscuți pentru a mări cantitatea de curent electric pe care bismutul ferit ar putea trece. Adăugarea de ioni de calciu generează vacanțe oxigen încărcate pozitiv. Când un câmp electric a fost aplicat feritului de bismut cu un amestec de calciu, vacanțele de oxigen au devenit mobile. Câmpul electric a concentrat aceste locuri vacante pe suprafața filmului, creând un semiconductor de tip n în această parte a filmului, în timp ce ionii de calciu imobiliari au creat un semiconductor p de jos. Inversarea direcției câmpului electric a condus la inversarea poziției semiconductorilor de tip n și a tipului p, iar slăbirea câmpului a condus la dispariția unor astfel de regiuni.
„Conform aceluiași principiu ca și cel al CMOS comutator întrerupătoare de aplicație dispozitive de tensiune de stat controlează proprietățile de transport de electroni si schimbarea de la o rezistență electrică ridicată (izolator), la cel mai mic (conductor)“, - a spus Ramesh.
În timp ce dispozitivele CMOS convenționale au un raport de comutare de aproximativ 1 grup de cercetare Mill. Ramesh a fost atins de ordinul a 1 până la mii de filme de ferita de bismut cu impurități de calciu. Deși această valoare este suficientă pentru funcționarea dispozitivului, și este de două ori la fel de bun ca și valoarea obținută în câmpuri magnetice, Chen-Yang Huo (Chan-Ho Yang) din grupul Ramesh, afirmă că este posibil să se realizeze un indice chiar mai mare. „Pentru a face starea pe mai conductive, am discutat multe idei, inclusiv diferite concentrații de impurități de calciu, diferite stări Străin și condițiile de creștere și, în cele din urmă, o structură diferită“, - spune Young.
După noile dovezi că combinația de impurități și a câmpului electric aplicat se poate modifica starea „izolator-dirijor“ multiferoice, oamenii de știință găsesc o recunoaștere logică a fenomenelor egale multiferoice, cum ar fi magnetorezistența imens, supraconductibilitate la temperaturi ridicate, superconductor detectarea cuantică interferometru câmpurilor magnetice, precum și spintronică.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: