Монополи фазы Берри применили для создания высокотемпературных спинтроников

Спинтроники — это электронные устройства, использующие спин электронов, то есть внутреннюю форму углового момента, которым обладает электрон, для достижения высокой скорости обработки и недорогого хранения данных.

В этой связи спин-трансферный момент является ключевым явлением, позволяющим создавать сверхбыстрые и маломощные спинтронные устройства. Однако в последнее время спин-орбитальный момент (SOT) стал перспективной альтернативой спин-трансферному моменту.

Многие исследователи изучали происхождение SOT, показав, что в немагнитных материалах явление, называемое спиновым эффектом Холла (SHE), является ключевым для достижения SOT. В этих материалах наличие структуры «полосы Дирака» — особого расположения электронов с точки зрения их энергии — важно для достижения большого SHE. Это связано с тем, что структура полосы Дирака содержит „горячие точки“ для фазы Берри, квантового фазового фактора, ответственного за внутреннюю SHE. Таким образом, материалы с подходящими „горячими точками“ для фазы Берри являются ключом к созданию SHE.

В этом контексте материал силицид тантала (TaSi2) представляет большой интерес, так как в его полосовой структуре есть несколько точек Дирака вблизи уровня Ферми, что позволяет использовать фазу Берри в инженерных целях. Чтобы продемонстрировать это, группа исследователей под руководством доцента Фам Нам Хая с факультета электротехники и электроники Токийского технологического института (Tokyo Tech), Япония, недавно изучила влияние горячих точек полосы Дирака на температурную зависимость SHE в TaSi2.

Работа с монополями фазы Берри — интересное направление исследований, поскольку оно может привести к созданию эффективных высокотемпературных спинтронных устройств SOT, таких как магниторезистивная память с произвольным доступом, — объясняет доктор Хай важность своего исследования.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Applied Physics Letters.

Проведя различные эксперименты, команда заметила, что эффективность SOT TaSi2 практически не изменилась от 62 K до 288 K, что было похоже на поведение обычных тяжелых металлов. Однако при дальнейшем повышении температуры эффективность SOT внезапно возросла и почти удвоилась при 346 K. Более того, аналогичным образом увеличился и соответствующий спиновый эффект Холла. Примечательно, что это сильно отличалось от поведения обычных тяжелых металлов и их сплавов. Проведя дальнейший анализ, исследователи объяснили внезапное увеличение SHE при высоких температурах монополями фазы Берри.

Эти результаты дают возможность разработать стратегию повышения эффективности SOT при высоких температурах с помощью монополей фазы Берри, — подчеркивает доктор Хай.

Действительно, их исследование подчеркивает потенциал инженерии монополей фазы Берри для эффективного использования SHE в немагнитных материалах и открывает новый путь для разработки высокотемпературных, сверхбыстрых и маломощных устройств SOT-спинтроники.

05.01.2024


Подписаться в Telegram



Хайтек

В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом

С помощью большой языковой модели инженеры Мас...

Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах

Исследовательская группа, работающая в UN...

Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий

Когда речь заходит о сверхпроводящих куби...

Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов

Исследователи из Калифорнийского универси...

PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути

Исследователи из Принстона применили спле...

Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ

Ученые из Томского политехнического униве...

Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света

В основе глобальной интернет-связи лежит оптич...

Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения

Мемристорные устройства представляют собой кат...

Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников
Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников

Замещающее легирование чужеродными элементами ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса