Strona główna Aktualności
Technologie

Nowy mechanizm działania tranzystora proponują m.in. polscy fizycy

20.10.2016 Technologie

Fot. Fotolia

Tranzystor spinowy mógłby pracować szybciej i wytwarzać mniej niepotrzebnego ciepła niż ten tradycyjny. Cegiełkę do budowy takiego tranzystora dorzucili polscy fizycy. Zaproponowali oni nowy mechanizm kontroli propagacji fal spinowych.

Tranzystory powszechnie stosowane są w urządzeniach codziennego użytku - znajdują się np. w układach scalonych czy procesorach. Mogą kontrolować przepływ ładunków elektrycznych. Miniaturyzacja obwodów funkcjonujących na tej zasadzie jest jednak trudna m.in. z uwagi na wydzielające się ciepło. Szanse na dalszy postęp miniaturyzacji naukowcy upatrują w spintronice - dziedzinie, w której pod uwagę szczególnie bierze się nie ładunek elektryczny, ale inną cechę kwantową: spin elektronu, a więc jego wewnętrzny moment pędu.

 

Tradycyjne tranzystory wykorzystują do działania transport elektronów. W tranzystorach spinowych zaś sygnał transmitowany byłby poprzez propagację fal spinowych, czyli kolektywnych wzbudzeń magnetycznych. Takie rozwiązanie ma istotną przewagę nad mechanizmem transportu prądu w klasycznym tranzystorze. Tranzystor spinowy może bowiem pracować szybciej i wytwarzać mniej ciepła. Jednakże, ewentualny sukces tranzystorów opartych na propagacji fal spinowych uwarunkowany jest opracowaniem efektywnej metody kontroli propagacji tych fal, która jednocześnie będzie oszczędna pod względem zużycia energii.

 

Dotychczasowe metody kontroli fal spinowych poprzez manipulowanie zewnętrznym polem magnetycznym są zbyt energochłonne, co eliminuje je z zastosowań w szerszej skali.

 

Profesorowie Grzegorz Karczewski i Tomasz Wojtowicz  z Instytutu Fizyki PAN, wraz z międzynarodową grupą współpracowników zaproponowali nowy mechanizm kontroli propagacji fal spinowych polegający na ingerencji fotonami (światłem) w oddziaływanie spin-orbita, które sprzęga stany spinowe i orbitalne elektronów przewodnictwa decydujące o ich własnościach magnetycznych.

 

Wyniki pracy zespołu zostały opublikowane ostatnio w prestiżowym czasopiśmie naukowym Physical Review Letters. O badaniach poinformowali przedstawiciele IF PAN w przesłanym PAP komunikacie.

 

Zawarte w pracy obliczenia i wyniki doświadczalne (pomiary rozpraszania Ramana) pokazują, że prędkość grupowa fal spinowych, czyli prędkość propagacji wzbudzeń magnetycznych zależy od siły oddziaływania spin-orbita w namagnesowanym, dwuwymiarowym gazie elektronowym.

 

W przeprowadzonym eksperymencie wykorzystano zbudowane w Instytucie Fizyki PAN struktury półprzewodnikowe - studnie kwantowe CdMnTe. Do zmiany natężenia oddziaływania spin-orbita, wykorzystane zostało tak zwane „bramkowanie optyczne”. Tranzystor spinowy tworzy dwuwymiarową strukturę półprzewodnikową. Bramkowanie optyczne polega na odpowiednim podświetleniu tej struktury impulsami światła o odpowiednio dobranych długościach fali.

 

Takie sterowanie światłem zmienia koncentrację nośników w dwuwymiarowym kanale przewodnictwa, co powoduje zmianę oddziaływania spin-orbita i w rezultacie zmianę prędkości grupowej fal spinowych.

 

Mechanizm ten otwiera drogę do nowych zastosowań fal spinowych w przyrządach, których działanie oparte będzie na kontrolowanej propagacji tychże fal, takich jak np. wspomniane tranzystory, a także może umożliwić budowę soczewek skupiających fale spinowe.

 

PAP - Nauka w Polsce

 

lt/ mrt/

Podziel się
Ocena: 0 głosów

Logowanie



Nie pamiętam hasła

Rejestracja

Komentarze: 0
Skomentuj Zobacz wszystkie  

Uwaga Redakcje!

Wszelkie materiały PAP (w szczególności depesze, zdjęcia, grafiki, pliki video) zamieszczone w serwisie "Nauka w Polsce" chronione są przepisami ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych oraz ustawy z dnia 27 lipca 2001 r. o ochronie baz danych.

 

PAP S.A. zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - www.naukawpolsce.pap.pl. W przypadku portali społecznościowych prosimy o umieszczenie jedynie tytułu i leadu naszej depeszy z linkiem prowadzącym do treści artykułu na naszej stronie, podobnie jak to jest na naszym profilu facebookowym. 

 

Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów video.

 

Informacje tekstowe z kategorii "Świat" można pozyskać odpłatnie abonując Serwis Nauka i Zdrowie PAP. Serwis ten zawiera ponadto wiele innych najnowszych doniesień naukowych z zagranicy oraz materiałów dotyczących szeroko rozumianej problematyki zdrowotnej. 

 

Informacje na temat warunków umowy można uzyskać w Dziale Sprzedaży i Obsługi Klienta PAP, tel.: (+48 22) 509 22 25, e-mail:  pap@pap.pl

 

Informacje o przedruku artykułów z Serwisu Nauka w Polsce, prośby o patronaty medialne, informacje o prowadzonych badaniach, organizowanych konferencjach itd., prosimy przesyłać na adres: naukawpolsce@pap.pl

 

 

Najpopularniejsze materiały

więcej

Książka

Klasyka fizyki dla smyka i laika Klasyka fizyki dla smyka i laika

"Pan Tompkins" to książki, na których wychowały się już zastępy fizyków. Obecnie z jego przygodami mogą się zapoznać kolejne pokolenia. I choć autor - George Gamow - nie żyje od pół wieku, książka została uzupełniona o nowe wątki i tematy, podejmowane w fizyce w ostatnich latach.

Więcej

Myśl na dziś

Dobrze zrozumiana nauka chroni człowieka przed pychą, gdyż ukazuje mu jego granice.
Albert Schweitzer

Nasz blog

Przełamując efekt Matyldy Przełamując efekt Matyldy

Maria Skłodowska-Curie czy Katherine G. Johnson to kobiety nauki, które odniosły sukces, przełamały społeczną nieufność, zdobyły zasłużone laury, a ostatnio "upomniało się" o nie kino. Jednak tych, których wybitne dokonania naukowe długo pozostawały w cieniu i wciąż są mało znane jest wiele. Cecilia Payne-Gaposchkin, Jocelyn Bell Burnell czy Trottula, to tylko niektóre z nich.

Więcej

Tagi

-->