JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

logotypen

Yorkin yliopiston ja Rooman Tre-yliopiston tutkijat uskovat, että heidän uusi tutkimus saattaa avata tien paljon vähemmän energiaa kuluttavaan elektroniikkaan. Ratkaisu löytyisi grafeenin ja siirtymämetallien dikalkogeenien yksikerroksisista komposiittimateriaaleista.

Tutkijat havaitsivat, että näitä materiaaleja voitaisiin käyttää elektronin spin tarkkaan sähköiseen ohjaukseen ja sitä kautta informaation hallintaan. Yorkin yliopiston johtavan tutkijan Aires Ferreiran mukaan he ovat jo vuosia etsineet hyviä johtimia, jotka mahdollistavat tehokkaan elektronin spinin sähköisen hallinnan.

- Havaitsimme, että tämä voidaan saavuttaa pienellä vaivalla, kun kaksiulotteinen grafeeni yhdistetään tiettyjen puolijohteisten kerrostettujen materiaalien kanssa. Laskelmamme osoittavat, että pienten jännitteiden soveltaminen grafeenikerroksen yli indusoi johtavien spinien nettopolarisaatiota.

Spinvirrat, jotka koostuvat vastakkaisiin suuntiin virtaavien ylös ja alas spineistä, eivät kanna nettovarausta, joten teoriassa eivät myöskään lämpöä. Spin-informaation hallinta avaisi siten tietä kohti erittäin vähän energiaa käyttäviin tietokonesiruihin.

Tutkijaryhmä osoitti, että kun pieni virta kulkee grafeenikerroksen läpi, elektronien spin polarisoituu tasossa johtuen spin-kiertorata -voimista, jotka saa aikaan läheisyys TMD-perustaan. He osoittivat myös, että varaus-spin muunnoksen tehokkuus voi olla melko suuri jopa huoneenlämmössä.

Yorkin tohtoriopiskelija Manuel Offidani suoritti suurimman osan tutkimuksen monimutkaisista laskelmista. - Elektronin spinin virtaindusoima polarisaatio on tyylikäs relativistinen ilmiö, joka syntyy eri materiaalien rajapinnassa, Effidani toteaa.

Virran indusoima spinpolarisaatio ei-magneettisissa väliaineissa osoitettiin jo vuonna 2001 puolijohteissa ja sittemmin metallisissa heterorajapinnoissa. Nyt tutkijat ennakoivat, että samanlainen vaikutus esiintyy TMD-monokerrosten päällä olevassa grafeenissa.

Yllättäen tutkijat havaitsivat, että grafeenin elektronisten tilojen ainutlaatuinen luonne mahdollistaa varaus-spin -muunnoksen jopa 94 prosentin tehokkuudella. Tämän ansiosta grafeenipohjainen komposiittimateriaali on lupaava pohja erittäin kompakteille ja energiatehokkaille spin-logiikkalaitteille.

Veijo Hänninen

Nanobittejä 16.11.2017

 
 

Data on jo tavaroita arvokkaampaa

Strategisesti ajatellen it:llä ei ole väliä, kirjoitti amerikkalainen Nicolas Carr vuonna 2003 Harvard Business Review’ssä. Seuraavina vuosina yritykset alkoivat ulkoistaa it-järjestelmiään, koska eivät pitäneet sitä ydinliiketoimintanaan. Nyt 15 vuotta myöhemmin tilanne on toinen. Lisäarvo luodaan datalla, joten it on arvokkaampaa kuin koskaan aikaisemmin.

Lue lisää...

RF-tehovahvistimen hyötysuhde uudelle tasolle

Kaksiasteisen RF-tehovahvistimen hyötysuhdetta voidaan merkittävästi parantaa hyödyntämällä ohjainosassa matalajännitteistä tehonsyöttöä. Samalla voidaan välttää ohjaimen ja pääteasteen välinen impedanssinsovitus. Näin piirin fyysinen kokokin pienenee ja kustannukset alenevat.

Lue lisää...
 
ETN_fi Helsinki wants to become the smartest city in the world. See https://t.co/bZTM7Z5JS5 #100lasissa
ETN_fi The 1st ever official roaming groupcall between Finnish VIRVE and Nodnett of Norway. See https://t.co/WryGLaLGkq @erillisverkot
ETN_fi AI democratizes development, says @adhorn at #hacktalks. See https://t.co/AslQeZYSAV
ETN_fi Robots can´t do backflips, right? https://t.co/KtogoRB25R
 
 

ny template