Məlumata əsaslanan dünyamız daha çox tələb edir – daha çox tutum, daha çox səmərəlilik, daha çox hesablama gücü. Cəmiyyətin elektron sürətə olan doyumsuz ehtiyacını ödəmək üçün fiziklər spintronikanın inkişaf edən sahəsinə təkan verdilər.

Ənənəvi elektronika məlumatları kodlaşdırmaq, saxlamaq və ötürmək üçün elektronların yükündən istifadə edir. Spintronik cihazlar elektronların həm yüklənməsini, həm də spin yönümünü istifadə edir. Elektron spininə dəyər təyin etməklə (yuxarı=0 və aşağı=1), spintronik cihazlar ultra sürətli, enerjiyə qənaət edən platformalar təklif edir.

Canlı spintronikanı inkişaf etdirmək üçün fiziklər materiallardakı kvant xüsusiyyətlərini başa düşməlidirlər. Spin-fırlanma anı kimi tanınan bir xüsusiyyət, növbəti nəsil saxlama və emal texnologiyaları üçün tələb olunan maqnitləşmənin elektrik manipulyasiyası üçün çox vacibdir.

Yuta Universiteti və Kaliforniya İrvin Universitetində (UCI) tədqiqatçılar spin-orbit fırlanma momentinin yeni növünü kəşf ediblər. 15 yanvar 2025 – ci ildə Nature Nanotechnology jurnalında dərc olunan tədqiqat elektrik cərəyanları vasitəsilə spin və maqnitləşməni manipulyasiya etməyin yeni yolunu nümayiş etdirir ki, bu da onların anomal Hall fırlanma momenti adlandırdıqları bir fenomendir.

Yuta Universitetinin fizika və astronomiya üzrə dosenti və elmi tədqiqatın aparıcı müəllifi Erik Montoya, “Bu, özlüyündə maraqlı olan tamamilə yeni fizikadır, lakin bununla yanaşı, bir çox potensial yeni tətbiqlər də var” dedi. öyrənmək. “Bu öz-özünə yaradılan spin-fırlanma momentləri insan beyni şəbəkələrini təqlid edən yeni yaranan sistem olan neyromorfik hesablama kimi yeni hesablama növləri üçün unikaldır.”

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1737100723&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-01-anomalous-hall-torque-brand-physics.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMxLjAuNjc3OC4yNjYiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjY2Il0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMS4wLjY3NzguMjY2Il0sWyJOb3RfQSBCcmFuZCIsIjI0LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1737100723489&bpp=3&bdt=133&idt=3&shv=r20250114&mjsv=m202501130101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1737100669%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1737100669%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1737100669%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=2862031798287&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1759&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31089809%2C95350246%2C95350548%2C31089761%2C95347432&oid=2&pvsid=1760146826029515&tmod=230263605&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=4&uci=a!4&btvi=1&fsb=1&dtd=6

Torklar zalı

Elektronların, Yer planeti kimi, dipolyar olan kiçik maqnit sahələri var – bəzi spinlər şimala (“yuxarı”) və ya cənuba (“aşağı”) və ya onların arasında bir yerə yönəldilmişdir. Maqnit kimi, əks qütblər cəlb edir, qütblər kimi itələyir. Fırlanma fırlanma anı elektronun sabit bir nöqtə ətrafında fırlandığı sürətə aiddir.

Bəzi materiallarda elektrik elektronları spin oriyentasiyasına əsasən sıralayacaq. Simmetriya kimi tanınan spin oriyentasiyasının paylanması materialın xüsusiyyətlərinə, məsələn, ferromaqnitin maqnit sahəsinin istiqamətli axınına təsir edəcəkdir .

Anomal Hall fırlanma anı 1881-ci ildə Edvin Holl tərəfindən kəşf edilmiş məşhur anomal Hall effekti ilə bağlıdır. Anormal Hall effekti elektronların maqnit materialından keçərkən asimmetrik olaraq necə səpələndiyini və bunun nəticəsində 90 dərəcə axan yük cərəyanına səbəb olduğunu təsvir edir. xarici elektrik cərəyanının axını. Məlum oldu ki, spin üçün analoji proses baş verir – materiala xarici elektrik cərəyanı tətbiq edildikdə, spin cərəyanı maqnitləşmə istiqamətində spin istiqaməti ilə elektrik cərəyanının axınına 90 dərəcə axır.

“Bu, həqiqətən də simmetriyaya aiddir. Fərqli Hall effektləri materialda fırlanma oriyentasiyasını nə qədər səmərəli idarə edə biləcəyimizin simmetriyasını təsvir edir” dedi Montoya. “Siz eyni materialda bir effektə və ya bütün effektlərə malik ola bilərsiniz. Material alimləri olaraq, cihazların fərqli şeylər etməsi üçün bu xassələri tənzimləyə bilərik.”

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Spintronik cihazlar üçün fırlanma momentləri triadası

Anormal Hall fırlanma anı, gələcək spintronik cihazları dəstəkləmək üçün ən yaxşı təchiz olunmuş unikal spin-tork simmetriyalarını nümayiş etdirən, öz-özünə yaradılan spin-orbit fırlanma momentləri kimi tanınan spintronikada ortaya çıxan konsepsiyanın nümunəsidir . Spin Hall fırlanma anı və bu yaxınlarda müəyyən edilmiş planar Hall fırlanma anı ilə birlikdə, həmmüəlliflər Montoya və UCI-nin fizikası İlya Krivorotov da daxil olmaqla bir qrup tərəfindən kəşf edilən anomal Hall fırlanma anı Hall kimi spin-orbit momentlərinin triadasını tamamlayır.

Tork triadası bütün keçirici spintronik materiallarda olmalıdır, buna görə müəlliflər onları “Universal Hall fırlanma momentləri” adlandırdılar. Onların universallığı tədqiqatçılara spintronika cihazlarını inkişaf etdirmək üçün güclü alət verəcəkdir.

Ənənəvi spintronika adətən iki ferromaqnit material arasında sıxışdırılmış qeyri-maqnit təbəqədən ibarətdir , məsələn, Maqnitorezistiv Təsadüfi Giriş Yaddaşında (MRAM). Spin torklu MRAM-lar bir maqnit təbəqəsindən ikinci maqnit təbəqəsinə spin-polyarizasiya edilmiş cərəyan vuraraq məlumatları saxlayır və manipulyasiya edir ki, bu da ikinci maqnit təbəqəsinin spin istiqamətini dəyişdirir.

“yuxarı” və ya “aşağı” fırlanma oriyentasiyası binar məlumatların saxlanması üçün istifadə olunan 0 və 1-lərə uyğunlaşdırıla bilər. Fırlanma anı MRAM-ları axını çevirmək üçün maqnit sahələrinə əsaslanan ənənəvi MRAM-lərdən daha sürətli və daha səmərəli məlumatları saxlaya və əldə edə bilər.

Müəlliflər nümayiş etdirirlər ki, onların cihazında spin-oriyentasiya ferromaqnit keçiricidən bitişik qeyri-maqnit materiala ötürülə bilər və ikinci ferromaqnit təbəqəyə ehtiyacı aradan qaldırır. Əslində, müəlliflər anomal Hall fırlanma anı effektindən istifadə edən ilk spintronik prototip yaratdılar.

“Biz spin fırlanma anı osilatoru kimi tanınan nanoölçülü cihazı yaratmaq üçün anomal Hall fırlanma momentindən istifadə etdik . Bu cihaz neyronun funksionallığını təqlid edə bilər, lakin əhəmiyyətli dərəcədə kiçikdir və daha yüksək sürətlə işləyir”, – Krivorotov bildirib. “Növbəti addımımız bu cihazları daha böyük bir şəbəkəyə birləşdirməkdir ki, bu da bizə onların təsvirin tanınması kimi neyromorfik vəzifələri yerinə yetirmək üçün potensialını araşdırmaq imkanı verir.”

Ətraflı məlumat: Eric Arturo Montoya və digərləri, Anomal Hall spin cərəyanı ferromaqnitdə öz-özünə yaradılan spin-orbit fırlanma momentini idarə edir, Təbiət Nanotexnologiyası (2025). DOI: 10.1038/s41565-024-01819-7

Jurnal məlumatı: Təbiət Nanotexnologiyası 

Yuta Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir