纳米电子线路中加入的隐自由度:自旋电子行为

  • 王建青助理教授(纽约州立大学宾汉敦分校物理系)
  • 日期:2010-05-19
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简介:王建青教授就读于国防科技大学,是CUSPEA第一届成员,1981年赴美国伯克利加州大学攻读。目前就职于美国纽约州立大学(宾汉敦)。

内容摘要:传统微电子技术正迈向纳米尺度,在制作方法和引进新的器件功能上都要有所革命性的突破。在信息技术、数字处理和储存等关键技术的推新和突飞猛进的同时,急需的走在前列的是需要寻找新功能材料,新的物性基理和现象以及并引入新功能纳米结构。在纳米尺度下,电子及其磁自旋的量子特性在控制材料特征和器件响应起主导作用。再过去的十几年里一些新的发现为这些技术革新铺平了道路。比如,巨磁阻现象在纳米结构的金属膜中发现的,最早在层结构中随后又在自旋阀和小颗粒系统中发现,已经开始了磁数据储存和永久记忆器等技术方面的革命。
  巨磁阻现象是由纳米尺度的磁结构所至,是由带自旋的电子在通过介面间的时所经历的自旋相关散射在此尺度下的反映。在有外加磁场的情况下,散射强度和界面附近的局域磁状态有密切关联。巨磁阻和局域磁状态随条件的改变是直接相关的。另一类功能结构是磁隧道结。这两类功能结构材料的共同特性是其对磁场的敏感度,是其成为下一代计算机的关键元器件永久性动态随机记忆器(MRAM)的发展成为可能。最新在三五族半导体里发现的自旋输运和超常自旋寿命,为下一代超动能纳米电子器件(如量子计算、记忆或贮存等)的发展铺平了道路。本报告会对这些新的科学发展和相关研究结果加以讨论。