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

Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм

Магнитные материалы традиционно классифицируют...

Nature: Международная группа ученых решает сложную физическую задачу
Nature: Международная группа ученых решает сложную физическую задачу

Сильно взаимодействующие системы играют важную...

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...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

35% переболевших коронавирусом в течение года столкнулись с ухудшением здоровья
35% переболевших коронавирусом в течение года столкнулись с ухудшением здоровья
Science Immunology: Воспаление мозга вызывает мышечную слабость после инфекций
Science Immunology: Воспаление мозга вызывает мышечную слабость после инфекций
Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера
Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера
CSAA: Как восстановить мир в городе после конфликта — проблемы и перспективы
CSAA: Как восстановить мир в городе после конфликта — проблемы и перспективы
Новая технология фотоэлектрических модулей оптимизирована для городских условий
Новая технология фотоэлектрических модулей оптимизирована для городских условий
Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось
Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось
ИИ лучше клинических тестов справился с прогнозом течения болезни Альцгеймера
ИИ лучше клинических тестов справился с прогнозом течения болезни Альцгеймера
International Journal of Hydrogen Energy: К 2045 году будем летать на водороде
International Journal of Hydrogen Energy: К 2045 году будем летать на водороде
IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей
IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей
Нанопластики нарушают структуру и функциональность белков в грудном молоке
Нанопластики нарушают структуру и функциональность белков в грудном молоке
Cell: Впервые восстановлена трёхмерная структура хромосом шерстистого мамонта
Cell: Впервые восстановлена трёхмерная структура хромосом шерстистого мамонта
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Вдохновились Дюной: Модификация скафандров позволит перерабатывать мочу в воду
Вдохновились Дюной: Модификация скафандров позволит перерабатывать мочу в воду
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным

Новости компаний, релизы

Ведущие игроки агрорынка представят новинки на «Дне поля» в Агробиотехнопарке Казанского ГАУ
Межсетевой экран защитит компьютерные системы от киберугроз
Университет МИСИС будет готовить специалистов в сфере квантовых технологий
В Нижнем Новгороде проходит Шестой «ЯлФест-2024»
В ВГУВТ будут готовить уникальных специалистов на стыке инженерии и экономики для развития водного транспорта