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188宝金博页面版: 自旋晶体管_[全文定稿]

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内容提示: 自 旋晶体管摘要19 8 6 年德国科学家P e te r G ru en b erg 首先在F e/C r/F e多层膜中观察到反铁磁层问藕合, 19 8 8 年法国科学家A lb er L F er t发现F e/cr 多层膜材料有巨磁电阻效应, 这些发现引起国际上的巨大反响。 人们第一次认识到电子自旋可以在电输运过程扮演重要角色并且电子自旋可以控制输运电流。 科学家们预见这是一个全新电子学形式, 称为自旋电子学, 或一个全新研究方向, 被19 9 5年P h y sicsT o d a y 一篇文章称为磁电子学。 我们可以想象在自旋电子器件中是用电子的自旋而不仅用电荷控制电子的运动。 难以置信在短短的十多年的研究, 磁电子学已经产生了丰厚和革命性的成果。 19 9 4 年, IB M 公司研制成巨磁...

文档格式:PDF | 页数:58 | 浏览次数:319 | 上传日期:2014-11-09 02:00:44 | 文档星级:
自 旋晶体管摘要19 8 6 年德国科学家P e te r G ru en b erg 首先在F e/C r/F e多层膜中观察到反铁磁层问藕合, 19 8 8 年法国科学家A lb er L F er t发现F e/cr 多层膜材料有巨磁电阻效应, 这些发现引起国际上的巨大反响。 人们第一次认识到电子自旋可以在电输运过程扮演重要角色并且电子自旋可以控制输运电流。 科学家们预见这是一个全新电子学形式, 称为自旋电子学, 或一个全新研究方向, 被19 9 5年P h y sicsT o d a y 一篇文章称为磁电子学。 我们可以想象在自旋电子器件中是用电子的自旋而不仅用电荷控制电子的运动。 难以置信在短短的十多年的研究, 磁电子学已经产生了丰厚和革命性的成果。 19 9 4 年, IB M 公司研制成巨磁电阻效应的读出磁头,将台式计算机的磁盘记录密度一下子提高了17 倍, 达到50 b its/in 2, 最近报道为llO b it/in 2。 从19 9 8 年起硬盘驱动器已经完全采用基于巨磁电阻机制的读出磁头。事实上自旋在硬盘应用仅仅是自旋电子技术应用的开始。 巨磁电阻效应还有其它重要应用, 这种材料在不同磁化状态具有不同电阻值, 因而可制成随机存储器,称为M R A M 。 特别是近几年开发研究的磁隧道结( T M R ), 是最有前途的磁随机存储器。 它是由两个纳米数量级的磁层, 中间被很簿的金属氧化绝缘层隔开构成的。当两磁层的磁化方向反平行, 没有电流通过, 当磁化方向平行时, 有电流通过。这两种状态的电阻可以相差10 0 0 倍。 这种随机存储器的特点是非易失性, 即无电源时可继续保留信息。 另一个特点是高速的关开特性。 自旋阀型M R A M 记忆单位的开关速度在19 9 5年已达到亚纳秒级, 并且已成功完成256 M b it的M R A M 芯片的设计。 可以预计M R A M 随机存储器将成为半导体随机存储器( D y n a m icR a n d o mA c c e ssM e m o r yD R A M )的强有力的竞争对手。 早在巨磁电阻发现的初期, 就有一批有远见的科学家预言利用自旋控制电荷的运动可以制成放大元件~被称为自旋晶体管。 例如, 19 9 3年美国的Jo h n so n 在研发自旋晶体管方面做了大量的工

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