Исследователи заставили электроны плясать под свою дудку

На первой демонстрации метода ученые из университета Британской Колумбии управляли спином электронов с помощью баллистической техники: электроны перемещались через точно спроектированный микроскопический канал двумерного слоя полупроводника.

Впервые, используя полупроводник, ученым удалось добиться столь значимого результата. Открытие, опубликованное на днях в издании Nature, имеет важное значение и является перспективным для разработки так называемых спинтронных каналов — систем, которые для сохранения и обработки данных используют направленное вращение (спин) электронов.

«Потребность для управления вращением электронов использовать высокочастотные внешние поля является одним из основных камней преткновения в сфере обработки информации или спинтронных каналов», отметил ученый Джошуа Фолк. «Мы показали, что вращением электронов можно управлять без участия внешних полей: надо лишь спроектировать геометрически верный канал и позволить потоку электронов свободно проходить сквозь него».

Новая технология использует естественные взаимодействия электронов в пределах микроканала полупроводника, чтобы управлять их вращением. По словам Фолка, эта технология является на данный момент основной, но все же еще недостаточно гибкой.

Электронные системы, которые используют спин электронов — свойство в квантовой механике, которое существует в двух направлениях, вверх и вниз — будут работать так же, как и транзисторы, но по размерам они значительно мельче и потребляют меньше энергии.

На сегодня за логические функции каналов отвечает один лишь электрический заряд. Расход энергии этими каналами — это первая преграда к более быстрым и мощным процессорам. У спинтронных каналов есть потенциал, чтобы использовать меньше энергии за счет сохранения и управления некоторой информацией в качестве электронного спина.

Спинтронные каналы могут также быть реальным средством для построения квантовых устройств обработки информации. С таким устройством процесс развития нового его применения, как например взлом кодов или моделирование сложных процессов в молекулярных системах, ускорялся бы по экспоненте.

Следующее, что намерены сделать ученые в университете Регенсбурга (Германия) — это использовать новые устройства для получения контроля над выравниванием траектории электронов.

15.04.2009

Оценка: