研究人员将电子自旋从一种半导体传递到另一种半导体

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今天出版的《自然》杂志上的一篇论文极大地推动了自旋电子学领域的发展,科学家们希望利用电子自旋来创造一类独特的电子设备。目前的设备通过传输电子电荷包来工作。但新的论文表明,在两种类型的半导体(p 型和 n 型)之间传递电子自旋云也是可能的。“晶体管的基础是 p-n 结,”加州大学圣巴巴拉分校的团队负责人大卫·奥沙洛姆说。“这些结果的含义是,没有根本原因不能向前发展并制造自旋晶体管。”

奥沙洛姆和研究生伊琳娜·马拉约维奇与宾夕法尼亚州立大学的尼丁·萨马斯及其研究生约瑟夫·贝瑞合作进行了他们的实验。他们发现,如果他们将一组电子的自旋对齐,然后使用电场将其移动到相邻的半导体,则该组将保持其自旋对齐,即使材料的温度升高,有时会达到室温。他们发现,在某些半导体中,自旋可以存活很长时间,实际上是为提取自旋电流创造了自旋储存器。

此外,正如加州理工学院的迈克尔·鲁克斯在随附的一篇文章中所称,他们发现了一种自旋电池。“出乎意料的是,如果你不断地将自旋从一种材料拉到另一种材料,那么相邻层中的自旋会获得储层的原始自旋频率和寿命,”奥沙洛姆解释说。“因此,传递的总自旋可以具有储层或相邻层的特性,并且外部电场‘控制’两个非常不同的状态之间的转变。” 最后,他说,“新的发现使新的技术成为可能。很可能最重要的应用尚未实现。”

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