Jülich Araşdırma Mərkəzi tərəfindən

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmişdir , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriİki atomlu qalın dəmir və palladium təbəqəsi (solda, sarı/qırmızı): Spinlə həll edilmiş impuls mikroskopiyası ilə aparılan təcrübələr göstərir ki, Fermi adlanan səthdə yalnız xüsusi spin istiqamətinə malik elektronlar (qırmızı/mavi kimi qeyd olunur) tapıla bilər və beləliklə yük daşınmasına fəal kömək edir. Kredit: Forschungszentrum Jülich / Xin Liang Tan

Forschungszentrum Jülich tədqiqatçıları dünyanın ilk eksperimental olaraq təsdiqlənmiş iki ölçülü yarım metalını – yalnız bir spin tipli elektronlardan istifadə edərək elektrik cərəyanını keçirən materialı uğurla yaratdılar: ya “spin-up” və ya “spin-down”. İndi Fiziki İcmal Məktublarında Redaktorların Təklifi kimi dərc edilən onların tapıntıları adi elektronikadan kənara çıxan enerjiyə qənaət edən spintronikanı təmin edən materialların axtarışında bir mərhələni qeyd edir.

Yarım metallar spintronikanın açarıdır: Ənənəvi keçiricilərdən fərqli olaraq, yarım metallar yalnız bir spin istiqamətinin keçməsinə imkan verir. Bu, onları məlumatların saxlanması və emalı üçün elektronların həm yükündən, həm də spinindən istifadə edən yeni nəsil informasiya texnologiyası olan spintronika üçün ideal namizədlər edir. Adi elektronikada isə əksinə, yalnız şarjdan istifadə edilir.

Bununla belə, bütün məlum yarım metallar yalnız ultra aşağı temperaturda işləyir və səthdə xüsusi xüsusiyyətlərini itirir – istifadəsini məhdudlaşdırır. Bu, Forschungszentrum Jülich komandasının palladium kristalı üzərində cəmi iki atom qalınlığında ultra nazik dəmir və palladium ərintisi şəklində iki ölçülü yarım metal hazırladığı vaxta qədər idi. Spin həll edilmiş impuls mikroskopiyası adlanan ən müasir görüntüləmə texnikasından istifadə edərək, ərintinin yalnız bir spin növünü keçirməyə imkan verdiyini göstərdilər ki, bu da çoxdan axtarılan 2D yarı metallığı təsdiqləyir.

Möhkəm və tənzimlənə bilən

“Maraqlıdır ki, material mükəmməl kristal quruluşa ehtiyac duymur, bu, real dünya istehsalı üçün əsas üstünlükdür. Onun xüsusi elektron xassələri dəmirin tərkibini tənzimləməklə dəqiq tənzimlənə bilər “, – Ph.D. Xin Liang Tan izah edir. Peter Grünberg İnstitutunda (PGI-6) Dr. Christian Tusche qrupunun tələbəsi.

Kəşf həmçinin spin-orbit birləşməsinin – elektronun spini ilə onun hərəkəti arasında qarşılıqlı təsirin – yarı metalliyə mane olması ilə bağlı çoxdan mövcud olan fərziyyəni alt-üst edir. Forschungszentrum Jülich-dəki Ernst Ruska-Elektronlarla Mikroskopiya və Spektroskopiya Mərkəzindən (ER-C-1) Dr Ying-Jiun Chen əlavə edir: “Əvəzində, dəmir atomlarının maqnit mübadiləsi ilə diqqətlə balanslaşdırıldıqda, spin-orbit əlaqəsi göstərdiyimiz kimi effekti təmin etməyə kömək edir”.

Yeni nəsil cihazlara yol

Yeni material yaddaş çiplərində maqnit vəziyyətlərinin dəyişdirilməsi üçün vacib olan spin filtrləri və spin-orbit fırlanma anı sistemləri kimi spintronik komponentlər üçün əsas ola bilər. Otaq temperaturuna qədər effektiv qaldığı və nazik təbəqə texnologiyaları ilə yaxşı inteqrasiya etdiyi üçün, ərinti praktik tətbiqlər üçün perspektivli bir yol təqdim edir.

Bundan əlavə, material nadir bir xüsusiyyəti göstərir: onun spin qütbləşməsi maqnitləşmə istiqamətinin əksinə işləyir, bu fenomen nanoölçülü maqnit cihazlarında yeni funksiyaların kilidini aça bilər.

Daha çox məlumat: Xin Liang Tan və digərləri, İki Ölçülü Yarım Metalın Mübadilə Mühəndisliyi, Fiziki İcmal Məktubları (2025). DOI: 10.1103/mx46-85zf

Jurnal məlumatı: Fiziki baxış məktubları 

Jülich Araşdırma Mərkəzi tərəfindən təmin edilmişdir