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
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
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
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
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
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

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