Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Teknologi

Pemfilteran putaran listrik menghindari biaya energi medan magnet – ScienceDaily


Spin-filtering dapat menjadi kunci untuk peralihan yang lebih cepat dan lebih hemat energi dalam teknologi spintronik masa depan, yang memungkinkan pendeteksian putaran dengan cara listrik daripada magnet.

Makalah UNSW yang diterbitkan bulan lalu mendemonstrasikan deteksi putaran menggunakan filter putaran untuk memisahkan orientasi putaran menurut energinya.

Perangkat ‘spintronik’ yang sangat cepat dan sangat hemat energi adalah teknologi yang melampaui CMOS yang menarik.

MENDETEKSI SPIN MELALUI SARANA LISTRIK PADA SPINTRONIK MASA DEPAN

Bidang perangkat spintronik yang sedang berkembang menggunakan tingkat kebebasan ekstra yang ditawarkan oleh spin kuantum partikel, selain muatannya, memungkinkan untuk penghitungan energi ultra-cepat dan sangat rendah.

Kuncinya adalah kemampuan untuk menghasilkan dan mendeteksi putaran saat terakumulasi di permukaan material.

Tujuan para peneliti adalah untuk menghasilkan dan mendeteksi putaran melalui alat listrik, daripada alat magnet, karena medan listrik jauh lebih murah untuk menghasilkan energi daripada medan magnet.

Spintronik hemat energi bergantung pada generasi dan deteksi putaran lewat listrik cara.

Dalam sistem semikonduktor berpasangan spin-orbit yang kuat, semuanya listrik generasi spin telah berhasil didemonstrasikan.

Namun, deteksi konversi spin-to-charge selalu membutuhkan berbagai medan magnet, sehingga membatasi kecepatan dan kepraktisan.

Dalam studi baru ini, para peneliti UNSW telah mengeksploitasi interaksi non-linier antara akumulasi spin dan arus pengisian di lubang gallium-arsenide, mendemonstrasikan konversi spin-to-charge semua listrik. tanpa kebutuhan akan medan magnet.

“Teknik kami menjanjikan kemungkinan baru untuk deteksi putaran cepat dalam berbagai macam bahan, tanpa menggunakan medan magnet,” jelas penulis utama Dr Elizabeth Marcellina.

Sebelumnya, generasi dan deteksi akumulasi spin dalam semikonduktor telah dicapai melalui metode optik, atau melalui pasangan efek Hall berputar terbalik efek Hall.

Namun, metode ini memerlukan panjang difusi spin yang besar, yang berarti bahwa metode tersebut tidak dapat diterapkan pada material yang digabungkan dengan spin-orbit yang kuat dengan panjang difusi spin yang pendek.

FILTER SEMUA-LISTRIK SPIN

Studi UNSW memperkenalkan metode baru untuk mendeteksi akumulasi putaran – menggunakan filter putaran, yang memisahkan berbagai orientasi putaran berdasarkan energinya.

Biasanya, filter putaran mengandalkan penerapan medan magnet besar, yang tidak praktis dan dapat mengganggu akumulasi putaran.

Sebaliknya, tim UNSW mengeksploitasi interaksi non-linier antara akumulasi spin dan muatan, yang memfasilitasi konversi akumulasi spin menjadi arus muatan bahkan pada medan magnet nol.

“Menggunakan lubang mesoscopic gallium-arsenide balistik sebagai sistem model untuk material berpasangan orbit-spin yang kuat, kami mendemonstrasikan konversi spin-to-charge non-linear yang semuanya listrik dan tidak memerlukan medan magnet,” kata penulis terkait A / Prof. Dimi Culcer (UNSW).

“Kami menunjukkan bahwa konversi spin-to-charge non-linier sepenuhnya konsisten dengan data yang diperoleh dari pengukuran respons linier dan lipat lebih cepat,” kata penulis koresponden Prof Alex Hamilton, juga di UNSW.

Karena metode non-linier tidak memerlukan medan magnet atau panjang difusi putaran yang panjang, metode ini menjanjikan kemungkinan baru untuk deteksi cepat akumulasi putaran dalam material berpasangan orbit-putaran yang kuat dengan panjang difusi putaran pendek, seperti TMDC dan material topologi.

Akhirnya, kecepatan konversi spin-to-charge non-linier dapat memungkinkan pembacaan akumulasi spin yang diselesaikan waktu hingga resolusi 1 nanodetik.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney