眾所周知,電子有一個(gè)負電荷,并且他們也有另一個(gè)屬性,即自旋。 后者可能會(huì )在信息技術(shù)的發(fā)展。 簡(jiǎn)而言之,我們可以想象,電子繞著(zhù)自己的軸,類(lèi)似的地球繞自己的軸旋轉。 自旋電子學(xué)——一個(gè)有前途的候選人為未來(lái)信息技術(shù)——使用這個(gè)電子的量子屬性存儲、處理和傳輸信息。 這帶來(lái)了重要的好處,比如更高的速度和更低的能源消耗比傳統的電子產(chǎn)品。
自旋電子學(xué)的發(fā)展在最近幾十年都是基于金屬的使用,和這些都是非常重要的存儲大量的數據的可能性。 然而,會(huì )有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)在使用基于半導體自旋電子學(xué),以同樣的方式,半導體形成今天的電子和光子的支柱。“基于半導體自旋電子學(xué)的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是轉換的可能性是由自旋狀態(tài)的信息并將信息傳送到光,反之亦然。 這項技術(shù)被稱(chēng)為opto-spintronics。 它會(huì )使人們有可能將信息處理和存儲基于旋轉通過(guò)光與信息傳遞,”瑞典林雪平大學(xué)教授陳音譯)說(shuō),他領(lǐng)導了這一項目。在如今電子產(chǎn)品使用操作在室溫以上,一個(gè)嚴重的問(wèn)題在自旋電子學(xué)的發(fā)展,電子開(kāi)關(guān)和溫度上升時(shí)隨機選擇的方向旋轉。 這意味著(zhù)電子自旋狀態(tài)編碼的信息丟失或變得模棱兩可。 因此是從湯姆斯自旋電子學(xué)的發(fā)展的必要條件,我們可以東方本質(zhì)上所有的電子相同的自旋狀態(tài)和維護它,換句話(huà)說(shuō),他們是自旋極化,在室溫和高溫。 先前的研究已經(jīng)達到了最高的60%左右的電子自旋極化在室溫下,大規模實(shí)際應用的站不住腳的。
北海道大學(xué)坦佩雷大學(xué)和林雪平大學(xué)的研究人員現在已經(jīng)實(shí)現了電子自旋極化在室溫超過(guò)90%。 自旋極化仍處于高水平甚至達到110°C。 這技術(shù)進(jìn)步中描述自然光子學(xué),是基于一個(gè)opto-spintronic納米結構的研究人員由層不同的半導體材料。 它包含納米區域稱(chēng)為量子點(diǎn)。 每個(gè)量子點(diǎn)是10000倍小于人類(lèi)頭發(fā)的厚度。 當一個(gè)自旋極化電子影響著(zhù)量子點(diǎn)發(fā)光——更準確地說(shuō),它發(fā)出一個(gè)單光子狀態(tài)由電子自旋角動(dòng)量。 因此,量子點(diǎn)被認為有巨大的潛力為一個(gè)接口傳輸電子自旋之間的信息和光線(xiàn),將必要的自旋電子學(xué)、光子學(xué)和量子計算。 在新發(fā)布的研究中,科學(xué)家們表明,可以使用一個(gè)相鄰的自旋過(guò)濾器控制遠程電子自旋的量子點(diǎn),并在室溫下。量子點(diǎn)是由砷化銦(ina)和一層砷化鎵氮(假名)函數作為一個(gè)過(guò)濾器的旋轉。 一層砷化鎵(砷化鎵)是夾在他們中間。
類(lèi)似的結構已經(jīng)被用于基于砷化鎵光電技術(shù),研究人員認為,這可以更容易與現有的電子和光子自旋電子學(xué)組件集成。“我們很高興我們的長(cháng)期努力增加制造所需的專(zhuān)業(yè)知識高度控制N-containing半導體自旋電子學(xué)是定義一個(gè)新的領(lǐng)域。 到目前為止,我們已經(jīng)有一個(gè)很好的成功的程度當使用這種材料的光電設備,最近一次是在高效太陽(yáng)能電池和激光二極管。 現在我們期待繼續這個(gè)工作和團結光子學(xué)和自旋電子學(xué),使用共同的光學(xué)和spin-based量子技術(shù)的平臺,”莫西亞Guina教授說(shuō),在芬蘭坦佩雷大學(xué)研究小組的負責人。