北极星

搜索历史清空

  • 水处理
您的位置:电力电力新闻技术正文

石墨烯自旋电子学:从科学到技术

2015-05-12 09:55来源:新材料在线关键词:石墨烯氟原子碳原子收藏点赞

投稿

我要投稿

电子自旋与量子逻辑(Electron spin and quantum logic)

值得注意的是,在石墨烯自旋电子学研究之前,自旋电子学已经是数字电子技术方面的一个关键领域,即数据存储。

自旋可看作是绕自身轴线旋转的电子,具有内在角动量,可从上或下两个方向检测到磁场。结合这些磁取向和二进制逻辑的开/关电流状态,可获得一个四状态系统,两个磁取向形成一个量子比特(quantum bit, or qubit)

计算机技术方面,相比于两状态,四状态具有更高的数据传输速度,提高处理能力和存储密度,增加存储容量。电子自旋为存储及操纵信息提供一个额外自由度。

现代磁硬盘的读取头采用与自旋相关的巨磁阻(Giant Magnetoresistance,GMR)和隧道磁阻(Tunnel Magnetoresistance,TMR)效应。GMR器件由分隔开的两层以上铁磁材料组成。当磁性层磁化矢量平行时,电阻更低。这种装置称之为自旋阀。对于TMR,电子输运由粒子穿过绝缘的分离的铁磁层的量子力学隧道产生。

在这两种情况下,磁场传感器可读取硬盘上磁编码的数据。磁阻式随机存取存储器(Magnetoresistive Random Access Memory)和赛道存储器(racetrack memory)这两种计算机内存都利用了电子自旋。

石墨烯自旋输运(Spin transport in graphene)

石墨烯是石墨的单层原子结构,其室温自旋输运相干扩散长度长达数微米,是自旋电子学应用的理想材料。石墨烯还具有高电子迁移率、可调载流子浓度等性质。

石墨烯室温自旋输运的研究可以追溯到2007年,由荷兰格罗宁根大学(Groningen University)物理学家、欧洲石墨烯旗舰计划科学家Bart van Wees带领的团队进行。去年发表于《自然˙纳米技术》(Nature Nanotechnology)上的一篇文章表述了自旋输运的首次实际演示的讨论,以及石墨烯自旋电子学理论和实践的详细技术综述。雷根斯堡旗舰科学家(Regensburg-based flagship scientist)Jaroslav Fabian是该综述的作者之一。

原标题:石墨烯自旋电子学:从科学到技术
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。

石墨烯查看更多>氟原子查看更多>碳原子查看更多>