Magneto-valv efè ki baze sou izolan mayetik
Fè fas a bezwen yo nan depo enfòmasyon ak operasyon lojik nan epòk pòs-Moore, aparèy spintronic bay direksyon devlopman pwomèt nan devlopman aparèy mikwo-elektrik pwochen jenerasyon ki gen pi piti gwosè selil, ki pa temèt, konsomasyon pouvwa ki ba, ak gwo vitès. Nan mitan yo, tiyo a vire se inite debaz la nan divès kalite aparèy spintronic. Venn an vire anjeneral gen ladan yon estrikti nwayo sandwich ki fòme ak de kouch nan metal feromayetik ak yon kouch entèmedyè ki pa-mayetik, akòz polarization vire polè ant de kouch yo feromayetik. Transpò, se konsa ke se rezistans nan aparèy la modulation pa oryantasyon relatif la nan de kouch yo feromayetik. Spin-valv ki baze sou chanm-tanperati jeyanwoyid jeyan (GMR, 1988) ak chanm-tanperati tinèl magnetoresistans (TMR, 1995) aparèy yo te lajman itilize nan gwo-dansite depo enfòmasyon ak detèktè tankou mayetik difisil disk, mayetik aksè aksè o aza, ak detèktè mayetik. Nan atik la, de syantis yo, A. Fèt nan Lafrans ak P. Grünberg nan Almay, te genyen pwi an Nobel 2007 nan fizik pou dekouvèt yo nan jeyan nan bitetik jeyanorite (GMR) efè.
Vag la vire se kolektif eta a eksite nan pwosesis la presyon vire nan sistèm nan mayetik. Quasipartik yo quantized yo rele mayon, ak chak mayonon pote yon Planck konstan vire angilè momantòm. Konpare ak elektwon elektwonik kondwi vire-polarized nan metal tradisyonèl yo, mouvman vire-vag ki baze sou gen avantaj ki annapre yo: (1) Transfè a nan mayon pa gen okenn dissipation chalè ak ba karakteristik tranpaj, ak vire nan distans ki long. Gen avantaj enpòtan nan difizyon enfòmasyon; (2) Pwopriyete fluctuation nan mayetons gen tou de anplitid ak karakteristik faz, ki ka kraze nan lojik ak nan achitekti nan tradisyonèl nan Neumann tradisyonèl sistèm, epi yo ka vin transmisyon enfòmasyon apre peryòd mwa-Moore. Youn nan fason enpòtan nan pwosesis la se; (3) Efè pwopò Macroscopic tankou supèrfluid, supriz konduktivite, Bose-Einstein kondansasyon, ak Josephson ki baze sou mayetis te vin tou tach cho nan fizik matyè kondanse. Nan etid la nan spintronics mayetik, mikwo ond se eksitasyon ki pi souvan itilize ak deteksyon metòd. Sepandan, gwosè a nan aparèy mikwo ond difisil a reyalize miniaturization. Se poutèt sa, pou aplike pou mayetik vire aparèy semi-conducteur-echèl entegre sikui, gen yon bezwen ijan yo devlope magnetizasyon vire magnetizasyon, modulation, ak metòd deteksyon ki baze sou metòd elektrik.
Soti nan 2012 a 2016, ekip rechèch la ki te dirije pa Han Xiufeng, Laboratwa a Key Eta nan mayetik nan Enstiti Nasyonal pou Fizik, Akademi Chinwa nan Syans / Sant Nasyonal pou Fizik Matyè Condensed, Lachin, te itilize yon teknik sputtering magnetron konbine avèk yon wo- tanperati tretman chalè pwosesis yo pase yon seri echantiyon. Preparasyon an ak optimize simonte limitasyon an ki YIG kapab fèt sèlman prepare sou sèl-kristal GGG substrats. Pt / YIG / Pt lou metal / mayetik izolasyon / lou metal (HM / MI) te fèt ak prepare sou Si-SiO2 substrate. / HM) heterostructures kouch, ak pou premye fwa obsève nan estrikti a pa ekip la nan Pwofesè Zhang Yifeng nan University of Arizona, te efè a trennen mayetik prevwa nan teyori a, se sa ki akòz eksitasyon an ak transmisyon nan mayon yo nan YIG a, yon sèl bò nan kouch nan Pt chaj la / kouch ka trennen opoze a chaj / vire koule nan lòt bò Pt kouch la. Travay sa a konfime ke Izolan mayetik la ka aji kòm yon kanal transmisyon pou vire leman
Dènyèman, te ekip rechèch Han Xiufeng a inovativman adopte YIG izol mayetik tankou elektwomayetik mayetik, Au kòm yon kouch entèmedyè, ak kwasans heteroepitaxial sou GGG substrats yo pwodwi-wo kalite YIG / Au / YIG novel mayetik mayetik / metal / mayetik izolatè (MI / NM / MI) - Magneto-valv estrikti, ak obsèvasyon an premye ak dekouvèt nan efè a Valv Magnon nan estrikti sa a, se sa ki, oryantasyon an nan direksyon an mayetik relatif nan de kouch izolasyon mayetik ka kontwole mayetik flux gwosè. Premyèman, yo amize-estime estrikti nan kristal nan de kouch nan YIG yo pwodwi diferan fòs kouraj reyalize yon oryantasyon anti-paralèl relatif oryantasyon; yon metòd lokal chofaj aktyèl te itilize jenere yon gradyan tanperati, ak yon efè Longitudinal vire Seebeck te itilize nan estimile YIG a Flux mayetik, nan mayetik sub-valv la mayetik sub-kouran, ka reyalize mezi elektrik nan efè a anti-vire Hall nan Pt; Lè sa a, li jwenn mayetik sub-valv efè a, se sa ki, oryantasyon nan relatif nan de-kouch YIG la ka kontwole nan gwosè a Magnetohydrodynamic flux nan valv la mayetik, ki gen rapò relatif la Magneto-valv (MVR) nan plat la ak anti -parallel eta nan tanperati chanm nan ka rive 19%; epi li revele ke rapò a nan rapò a valv mayetik sitou depann sou izolik la mayetik / Depandans nan tanperati nan efikasite nan konvèsyon nan vire a mayetik-elèktron nan koòdone an metal se ki konsistan avèk rezilta a kalkil teyorik; se difizyon nan vire nan Au jwenn pa Fitting depandans nan rapò a nan subvag nan mayetik ak Au epesè. Longè a se 15.1 nm, ki se ki konsistan ak rezilta yo jwenn nan metòd ponp vire [Hao Wu ak XF Han et al., Fizik. Rev. Lett. 120 (2018) 097205, DOI: https://doi.org/10.11 03 / PhysRevLett.120.097205, Sijesyon Editè & Anrejistre nan Fizik].
YIG / Au / YIG, nouvo Izolan mayetik / mitan kouch / mayetik izolateur (MI / NM / MI) mayetik estrikti valv prepare pa travay rechèch sa a se tèt li yon transfòmasyon enfòmasyon vire ak lojik operasyon. Materyèl debaz mayetik debaz la se tou materyèl ak baz fizik pou rechèch nan lavni ak devlopman nan mayetik sub-aparèy ki baze sou sikwi mayetik sub-stream, lojik, depo, dyod, transistè, waveguides, ak switch. Li montre ke yon nouvo klas nan aparèy nwayo spintronics ak izolan mayetik kòm vire-enfòmasyon transpòtè nan izolateur mayetik gen kandida aplikasyon enpòtan, ak avans nan materyèl, fizik, ak aparèy yo pral potansyèlman akselere enèji ki ba, rewritable, nesans la nan nouvo ki pa Peye- temèt ak segondè-frekans òdinatè aparèy nwayo. Lè sa a mayetik tiyo estrikti ka matche ak pwosesis la ki deja egziste gwo-echèl entegre kous, ki kontribye nan entegrasyon nan lavni entegre ak anpil itilizasyon mayetik sub-aparèy, aparèy spintronic ak semi-conducteur aparèy mikwo-elektrik.
www.greatmagtech.com www.gme-magnet.com