Magnetno-ventilski učinek na osnovi magnetnega izolatorja
Ob zadovoljevanju potreb po shranjevanju informacij in logičnem delovanju v obdobju po moorju naprave spintronic zagotavljajo obetajoče razvojne usmeritve pri razvoju mikroelektronskih naprav naslednje generacije z manjšo velikostjo celic, nehlapnostjo, nizko porabo energije in visoko hitrostjo. Med njimi je spinalni ventil jedra enote različnih vrst spintronic naprav. Vrtilni ventil običajno vključuje sendvič jedro strukturo, ki je sestavljena iz dveh plasti feromagnetne kovine in nemagnetnega vmesnega sloja, zaradi elektronov spin polarizacije med dvema feromagnetnima slojema. Transport, tako da se odpornost naprave modulira z relativno usmerjenostjo dveh feromagnetnih plasti. Pri shranjevanju informacij visoke gostote in senzorjih, kot so magnetni trdi diski, magnetni diski z naključnim dostopom, se široko uporabljajo naprave za magnetoresistenco velikih temperatur velikih gostot (GMR, 1988) in prostorske temperaturne magnezonetske (TMR, 1995) in magnetnih senzorjev. V prispevku sta dva znanstvenika, A. Fert iz Francije in P. Grünberg iz Nemčije, osvojila Nobelovo nagrado za fiziko leta 2007 za odkritje učinka velikega magnetosorzije (GMR).
Spinalni val je kolektivno vzbujeno stanje postopka predpresije spina v magnetnem sistemu. Kvantizirane kvazipodule imenujemo magnetoni, vsak magnet nosi Planck konstantni spinski kotni moment. V primerjavi s spin-polariziranimi prevodnimi elektroni v tradicionalnih kovinah imajo magnetoni na osnovi spinskega valovanja naslednje prednosti: (1) Prenos magnetonov nima toplotne disipacije in nizkih dušilnih lastnosti ter vrti na daljših razdaljah. Pri razširjanju informacij so pomembne prednosti; (2) Nihanja lastnosti magnetonov imajo amplitudno in fazno karakteristiko, ki lahko prekinejo logiko in računsko arhitekturo tradicionalnega von Neumannovega sistema in lahko postanejo informacije po preteku Moore. Eden od pomembnih načinov obdelave je; (3) Makroskopski kvantni učinki, kot so superfluidna, superprevodnost, Bose-Einsteinov kondenzat in Josephson na osnovi magnetizma, sta postala vroča pika v fiziki kondenzirane snovi. V študiji magnetne spintronike je mikrovalovna peč najpogosteje uporabljena metoda vzbujanja in detekcije. Vendar je težko doseči miniaturizacijo velikosti mikrovalovnih naprav. Zato je za uporabo magnetnih spinskih naprav v polprevodniških integriranih vezjih nujno potrebno razviti magnetizacijske centrifugalne vzbujalne, modulacijske in detekcijske metode, ki temeljijo na električnih metodah.
Od leta 2012 do leta 2016 je raziskovalna skupina, ki jo je vodil Han Xiufeng, državni ključni laboratorij za magnetiko na Nacionalnem inštitutu za fiziko Kitajske akademije znanosti / Nacionalnega centra za fiziko kondenziranega materiala na Kitajskem, uporabil tehniko magnetronskega brizganja v kombinaciji z visoko- postopek toplotne obdelave s toplotno obdelavo, da prenese serijo vzorcev. Priprava in optimizacija premagata omejitev, da se YIG lahko pripravi samo na enokristalnem substratu GGG. Težki kovinski / magnetni izolator Pt / YIG / Pt / težka kovina ¬ (HM / MI) je bil zasnovan in pripravljen na substratu Si-SiO2. / HM), ki jih je skupina strokovnjakov profesorja Zhang Yifeng z Univerze v Arizoni prvič opazila, je teorijo napovedala učinek magnetnega vlečenja, to je zaradi vzbujanja in prenosa magnetonov v YIG, na eni strani plasti Pt. Pretok polnjenja / centrifuge lahko povleče nasprotni polnilni tok / spin v drugi plasti Pt plasti. To delo potrjuje, da lahko magnetni izolator deluje kot prenosni kanal za vrtenja magnetov
V zadnjem času je raziskovalna skupina Han Xiufeng inovativno sprejela magnetne izolatorje YIG kot magnetne elektrode, Au kot vmesno plast in heteroepitaksialno rast na substratih GGG, da bi izdelali visokokakovostne YIG / Au / YIG nove magnetne izolatorje / kovine / magnetni izolator (MI / NM / MI) - Struktura magnetno-ventilskega ventila in prvo opazovanje in odkrivanje ucinka magnonskega ventila v tej strukturi, to je usmerjenost smeri relativne magnetizacije dveh magnetnih izolacijskih plasti je mogoce nadzirati velikost magnetnega pretoka. Najprej so natančno nastavili kristalno strukturo dveh plasti YIG, da bi ustvarili različne prisilne sile, da bi dosegli usmeritev proti paralelni relativni magnetizaciji; za generiranje temperaturnega gradienta smo uporabili metoda lokalnega toka segrevanja in uporabili vzdolžni učinek spinjenja Seebeck za stimuliranje YIG-ov. Magnetni tok preko magnetnega podtlaka magnetnega pod-ventila lahko izvede električno merjenje skozi učinek proti spinu Hall v Pt; potem najde magnetni podvlopni učinek, to je, da se relativna orientacija dvoslojnega YIGa lahko nadzoruje s magnetohidrodinamično velikostjo fluksa magnetnega ventila, pri čemer je relativna magnetno-ventilska razmerja (MVR) ravnega in anti -parallel stanje pri sobni temperaturi lahko doseže 19%; in razkriva, da je razmerje razmerja magnetnega ventila odvisno predvsem od magnetnega izolatorja. Temperaturna odvisnost učinkovitosti pretvorbe magnetron-elektronskega spina pri kovinskem vmesniku je v skladu s teoretičnim izračunim; spinsko difuzijo Au dobimo s prilagajanjem odvisnosti razmerja med magnetno podvlakno in debelino Au. Dolžina je 15,1 nm, kar je v skladu z rezultati, dobljenimi z metodo spinsko črpalko [Hao Wu in XF Han et al., Phys. Rev. Lett. 120 (2018) 097205, DOI: https://doi.org/10.11 03 / PhysRevLett.120.097205, uredniki "predlagajo in predstavljajo v fiziki"].
Magnetna ventilna struktura magnetnega izolatorja magnetnega izolatorja / magnetnega izolatorja (MI / NM / MI), ki jo je pripravilo to raziskovalno delo, je YIG / Au / YIG sama po sebi prenos podatkov in logično delovanje. Osnovna celična naprava magnetnega tipa je tudi materialna in fizična osnova za prihodnje raziskave in razvoj magnetnih podsistemov, ki temeljijo na magnetnih pretočnih tokokrogih, logiki, skladiščih, diodah, tranzistorjih, valovodih in stikalah. Pokaže, da imajo novi razred spintroničnih jedrnih naprav z magnetnimi izolatorji kot nosilci podatkov za magnetne izolacije v magnetnih izolatorjih pomembne priložnosti za uporabo, prodori v materialih, fiziki in napravah pa bodo potencialno pospešili nizkoenergetsko, prepisljivo, hlapne in visoko frekvenčne računalniške serijske naprave. In to strukturo magnetnega ventila se lahko ujema z obstoječim obsežnim procesom integriranega vezja, kar prispeva k prihodnji integrirani integraciji in obsežni uporabi magnetnih podsistemov, spintronskih naprav in polprevodniških mikroelektronskih naprav.
www.greatmagtech.com www.gme-magnet.com