Сверхпроводники для спинтроники
Постоянно растущая потребность в миниатюризации электронных устройств и увеличении их быстродействия заставляет искать новые способы записи и обработки информации. Одним из перспективных направлений исследований является так называемая "спинтроника", основанная на использовании электронных спинов в качестве носителей информации.
Практической реализации идей спинтроники препятствует, однако, отсутствие эффективных экспериментальных методик создания и контроля спиновых конфигураций и спиновых токов. Возможный выход подсказали канадские и американские физики в работе [1].
Рис. 1. Схематическое изображение гибридной структуры сверхпроводник/полупроводник в магнитном поле (DMS - diluted magnetic semiconductor)
Для управления спинами электронов в полупроводнике с магнитными примесями (например, Ga1-xMnxAs) они предложили использовать неоднородное магнитное поле абрикосовских вихрей в сверхпроводящей пленке, параллельной полупроводниковому слою (см. рисунок). Спины магнитных примесей выстраиваются вдоль поля и образуют спиновую текстуру, характер которой определяется зеемановским потенциальным рельефом, создаваемым локальными полями вихрей. Эта текстура адиабатически отслеживает движение вихрей в сверхпроводнике, что позволяет ею управлять. А для изменения расположения вихрей существуют различные способы. Например, расстояние между вихрями можно уменьшить, увеличив внешнее поле. Можно, используя приемы наноинженерии, проделать в пленке канавки, куда "скатятся" вихри, и затем изменять положения вихрей, пропуская через пленку ток. Вслед за вихрями будет смещаться и спиновая текстура в полупроводнике. Пока все это – только теория. Но будем надеяться, что не за горами – и ее экспериментальное воплощение.
Источники:
1. M.Berciu et al., Nature 2005, 435, 71
2. ПерсТ: Сверхпроводники для спинтроники
|
