Giriş: Spintronics'in Sözlüğü

Konvansiyonel mikroelektronik, elektron şarjının bilgi işlemesine güveniyor, on yıllardır üst üste üst üste üst üste bir elektronun büyümesinin tamamlayıcı bir yaklaşımı sunuyor. Ancak, transistör boyutları yaklaşımına göre atom ölçekleri, mevcut olmayan bellekler, ısı dağılımı ve kuantum tünelleme gibi temel fiziksel sınırları daha düşük enerji tüketimi ve kuantum tünelleri, daha önce görülmemiş hızlarda çalışan bir elektronun etkisini ortadan kaldırmak için tamamlayıcı bir yaklaşım sunuyor.

Spinorbit darbesi sadece yarı iletkenlerde ikincil bir etki değildir; SOS'un mikroskobik kökenlerini oluşturmak ve dış manyetik alanlardan dolayı kutuplaşmayı tespit etmek için birincil bir mekanizmadır.In yarı iletken spintronics, SOS, her iki temel araştırma ve pratik uygulama yoluyla spinlerin elektrik kontrolünü sağlar. Bu makale, yarı iletkenli betonlu devrelerin altında, yarı iletken cihazların çeşitli tezahüratlarının ve diğer temel araştırmaların rolünün kapsamlı bir şekilde genel bir bakışını sağlar.

Spin-Orbit Coupling'in temelleri

Relativistic Origin ve Elektrikli Alan Bağlantısı

Spinorbit darbesi elektromanyetik alanın yeniden canlandırılmasından kaynaklanmaktadır. Bir elektron hıza doğru hareket ettiğinde:0)v) Bu etkileşimin kristali hareketine göre, kristalin atomik sayı ile olan etkileşim ölçekleri arasındaki güçle birleştirir.[Dönetici:0)

Hamilton'ın sağlam bir şekilde SOC'u tarif etmesi tipik olarak KAYITT:0)H)) [Düzücük: 2 ) = ⁇ V) ⁇ V[D[Dönetici) ⁇ , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ SOC gücü ile birlikte, simetride bir spin-bağışkanlık oluşturur, ancak ⁇ v.

Rashba vs. Dresselhaus Coupling

İki baskın tipte SOC, simetri kökenleri tarafından ayırt edilir.ETHFLT:0)Rashba spin-orbit darbesi[Döneticileri)[Döneticileri değiştirmişken meydana gelir.[Döneticileri değiştir]

[001] yönünden iyi bir şekilde yetiştirilen çinko-parçası ile ilgili olarak, paçayı ve elbiseleri olmayan kristallerde, iki spinliyi dengelemenin merkezi olan ve hatta bir kuantumda, önlüğün bastırıldığı bir şekilde büyüyebilirsiniz.

Rashba ve Dresselhaus etkileri hakkında daha fazla okuma için dış bağlantılar: [FONT:0) Wikipedia üzerinde etkisi[*: 1) ve [[Dresselhaus etkisi Wikipedia[Dresselhaus][/FONT)[D][/FONT=0).

Malzeme-Dependent Strength of SOC

Yarı iletkenlerde SOS büyüklüğü yaygın olarak değişir. yaygın III-V bileşikler arasında, InSb ve InAs'in ağır antimony ve plaz atomları nedeniyle en güçlü SOS'a sahip olması. GaAs ve özellikle GaN'nin birkaç meV· (GaAs) birkaç aylığına (GaAs) daha hassas bir kontrole sahip olması, Rashba katlanması veya daha hassas bir şekilde kontrol edilmesi veya Rashba katlanması.

SpinOrbit Spintronic Cihazlarında Coupling

Datta-Das Spin Transistoror

1990'da Datta ve Das tarafından yapılan seminal teklifi, kanala dönüşen bir spin alanı etkili bir elektron etkisi ile karşılaştırıldığında, Rashba basıncının (veya) hızlanması ve uygulanması için son derecelendirilmesine yol açan bir faktördür.In the seminal proposal by Datta and Das in 1990-boyutlu elektron gaz kanalı, Rashba katlanması ve ısıtılması, Rashba katlanması ve ısıtılması için son derece zorlanan bir şekilde geri dönüş sağlar.

Spin Hall Etkisi ve Onun Karşılığı

Spin Hall etkisi (SHE), uzun süreli bir şarj akımının mevcut bir trans ters dönüşlü devre dışı bırakıldığı bir SOS'un başka bir sonucudur.In non-manyetik yarı iletkenler, aksi takdirde, ters dönüşler ile elektronlar ters yönde, analog olarak normal bir bina etkisine dönüşür, ancak spin Hall açısına göre, bu dönüşüme izin veren tüm bir spinoskopu ve bazı dolanan yarı iletkenler için.

Dış bağlantı:0) Wikipedia üzerinde Spin Hall etkisi).

SpinOrbit Tors

Manyetik heteroyapılarda, spin-orbit darbesi, bir ferromantik tabakanın mıknatısını gösteren torklar üretebilir.Bu spin-orbit torklar (SOTs) iki mekanizmadan oluşur: spin Hall etkisi non-mantern olmayan katmanlarda (örneğin, ağır metal) ve SOT-RAM’ın gelişimine yol açtı, bir sonraki nesil için umut verici bir şekilde yüksek çözünürlükte bulunan iki faktöre yol açıyor.

RashbaEdelstein Etkisi ve Spin Enjeksiyon-

Elektromanyetik olmayan metal ve güçlü bir SOS ile yarı iletken arasında, bir şarj akımı, Rashba spin-splibrium spin yoğunlukunun Bi / Ag arabirimleri veya üst düzey korelasyonların yüzeyinde, yüksek çözünürlükte ferromagnet veya devre dışı bırakmak için özellikle etkili olabilir.

Mühendislik SpinOrbit yarı iletken Heteroyapılarda Coupling

Kuantum Wells ve Two-Dimensional Electron Gases

Üst üste SOC'u kontrol etmenin en etkili yolu, α'nın tasarımı aracılığıyladır.[Dönetici:0)[Dönemli)[Dönemli)))[Geçmişler, iki kat daha fazla kuantumluluk, yüksek çözünürlükte, α3'e kadar uzanır.

Strained Katmanlar ve Heteroepitaxy

Strain mühendisliği, bir başka özgürlük derecesi sağlar. Epit aksiyel olarak yetiştirilen yarı iletken filmler, Ge Asma'nın yanlış bir şekilde yayılması nedeniyle inşa edilebilir, bu da hem grup yapısını hem de SOC güçlüğü için yararlı bir etki yaratabilir.Örneğin, Ger As'de gibi sert ve yarı iletken bileşikleri ortaya çıkarır ve AlInSb sürekli olarak lattice sabit ve SOC kuvvetini ayarlamasına izin verir.

Topolojikörler ve Güçlü SOC Platformlar

Topolojik insulators (TIs) güçlü bir SOS güçlerinin yüzeydeki sıkı band boşluğunu kapatıp, spin-momentum kilitlenen yüzey eyaletleri tarafından kontrol edilebilir.[Dönetici:0][Döneticileri [Döneticileri)[Döneticileri)[Döneticileri)

Dış bağlantı:0) Wikipedia'da Topolojik Insulator ).

Spin-Orbit Coupling'in ölçüm ve Tuning

Transport Techniques

SOS parametrelerinin deneysel kararlılığı, yüksek manyetik alanlardan dolayı gerekli olan Fermi yüzeyinin bölünmesini gösteriyor:0)Shubnikov-de Haas (SdH) oscillations).SdH sinyali, yüksek manyetik alanlardan dolayı, bu tekniğin sıfırdan çıkarılmasına yol açan iki yüzeyin bölünmesini gösteriyor.

Optik Teknikler

PPD gibi optik yöntemler:0)Spin-probe deneyleri ile ilgili olarak, bir kuantumda önyükleme frekansının SOCNT ile çözülebilir Kerr rotasyonu[DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD) ve önkoşullar tarafından düzeltilmiş bir süre (TDDDDDDD) ve RDüzeyler tarafından da doğrudan doğrulanabilir.

Kapı Kontrolü

Yarı iletken sistemlerin temel avantajı, bir kapı ile SOS dinamik olarak ayarlayabilme yeteneğidir. Rashba katlarının üç α[D:0) üzerindeki olumsuzluklar (örneğin, yüksek çözünürlükte)[Dönemli kontroller için farklı olabilir.[D)[Döneticileri kontrol etmek için farklı bir şekilde kontrol etmek için kullanılabilir.[D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D

Meydanlar ve Gelecek Yollar

Spin Relaxation and Decoherence

SOC, spin manipülasyonu için gerekli olsa da, rastgele spinlere ve spin kesicilere yol açan (D'yakonov-Perel' mekanizması) Büyük SOC ile malzemelerde, SOC güçlüğü ve ivmeye bağlı spinleri ile yaratılan etkili alan üzerinde önyüklemeler ortaya çıkıyor.

Spin Enjeksiyon Verimliliği Verimliliği

Bir ferro-manyetik metalden gelen spinli taşıyıcılar yarı iletkenlik hatası nedeniyle önemli bir meydan okumadır. Sorun şu ki, küçük bir arayüz direnci bile ferromagnet'in spin bağımlı direnci üzerinde hakimdir. Solutions, FLT'yi kullanarak çalışır: 0, tünel engelleri (örneğin, MgO veya Al[FLT) Rashba'nın büyük bir olumsuz yönde dönüşmesini sağlar.

CMOS Teknolojisi ile entegrasyon

Spintronics'in uygun bir ana teknoloji haline gelmesi için, malzemeler ve cihaz kavramları silikon bazlı CMOS işleme ile uyumlu olmalıdır. III-V yarı iletkenleri GaAs ve InGaAs gibi yarı iletken silikonları tampon katmanlar ile büyütebilir, ancak lattice yanlış bir uyum, kendi başına zayıf olan SOC'e yol açar. Silikon en iyi silikonları uzun spin manipülasyonları veya metal fazları ile geri dönüşümlü devretmeler ile entegre etmek için başka bir yol açar.

Kuantum Hesaplama Uygulamaları Uygulamaları Uygulamaları Uygulamaları

Spinitigationorbit darbesi, Ge /Sili uygulamalar veya kuantum dots'ten yararlanarak, SOC'in elektriksel olarak kontrol edilmesi için tek spinleri EDSR (elektrik dipole spin resonance) Hole-orbit spin qubits ile e-posta ile süper iletkenleri veya kuantum devre dışı bırakma teknikleri arasında etkileşimler yapabilmesi, hızlı kapı operasyonlarına izin vermek için kullanılabilir.

Dış bağlantı:D:0) Doğadaki spin-orbit qubits üzerinde yapılan inceleme).

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Spinorbit darbesi yarı iletken spintronics'in temel taşıdır, tüm elektriksel spin kontrolüne olanak sağlayan elektron spini ve hareket arasındaki temel bağlantıyı sağlar. temelsel Rashba ve Dresselhaus etkilerden ileri teknoloji, spin Hall etkisi ve SOC tokronik tonografi gibi temelsel devreler, bellek, mantık ve kuantum hesaplamaları için kullanabileceğiniz çok çeşitli fenomenler.