پیشروی سریع پژوهشگران با آخرین یافته‌های اسپینترونیک

در ادامه موفقیت‌های سریع گذشته که نشان دادند چگونه می‌توان اسپین یک الکترون را در سیلیکون تزریق، کنترل و تشخیص داد، هم‌اکنون مهندسان الکترونیک دانشگاه Delaware نشان دادند که این خواص کوانتومی می‌تواند از طریق یک ویفر سیلیکونی کامل انتقال یابد.

در ادامه موفقیت‌های سریع گذشته که نشان دادند چگونه می‌توان اسپین یک
الکترون را در سیلیکون تزریق، کنترل و تشخیص داد، هم‌اکنون مهندسان
الکترونیک دانشگاه Delaware نشان دادند که این خواص کوانتومی می‌تواند از
طریق یک ویفر سیلیکونی کامل انتقال یابد.

نتایج این کار ـ که در مجله Physical Review letters به چاپ رسید ـ گام
بزرگ دیگری در زمینه اسپینتروپیک با هدف استفاده از خواص ذاتی اسپین
الکترون‌ها برای فراوری و ذخیره‌سازی ارزان‌تر و سریع‌تر داده‌های
الکترونیکی به شمار می‌رود. این نتایج بسیار مهم هستند، زیرا نشان می‌دهند
که می‌توان سیلیکون را برای دستکاری اسپین در صدها ابزار و در حین صدها
عملیات منطقی به کار برد و بدین ترتیب راه را برای مدارهای اسپینترونیک
مبتنی بر سیلیکون هموار کرد.

اعضای این گروه ابزاری ساختند که الکترون‌های داغ پرانرژی را از طریق یک
فرومغناطیس به ویفر سیلیکونی تزریق می‌کند. ساختار الکترون داغ دیگری ـ‌که
از پیوند دو ویفر سیلیکونی با یک فیلم نازک فرومغناطیس ساخته شده‌است ـ
الکترون‌ها را در سمت دیگر تشخیص می‌دهد.

اسپین الکترون یک جهت دارد؛ یا رو به بالاست یا رو به پایین. در سیلیکون
معمولاً تعداد الکترون‌هایی که دارای اسپین بالا یا پایین هستند، برابرند.
هدف اسپینترونیک هم استفاده از جریان‌هایی با بیشترین اسپینهای هم‌جهت است.
این پژوهشگران همچنین چگونگی رسیدن به قطبش اسپینی بیش از ۳۷ درصد و عملکرد
آن به‌عنوان اولین نیمه‌هادی ترانزیستورهای اثر میدان را شرح دادند.

قطبیت ۱۰۰ درصد، یعنی اسپین همه الکترن‌های تزریقی یا رو به بالاست یا رو
به پایین. قطبیت بالا برای کارهای عملی بسیار ضروری است. مراحل اولیه در
این مسیر جدید طی شده‌است. قبل از این کار، دانشمندان نمی‌دانستند کجای
مسیر قرار دارند، ولی هم‌اکنون بسیاری از کارهای اساسی اولیه انجام
شده‌است.