spintronika
 
Encyklopedia PWN
spintronika
[ang.],
interdyscyplinarna dziedzina wiedzy, której gł. zadaniem jest poznanie zjawisk fiz. wynikających z posiadania przez elektron (lub inną cząstkę) spinu i związanego z nim momentu magnet. (magnetyzm), a także projektowanie i konstruowanie przyrządów, które wykorzystywałyby te zjawiska.
Jedną z ważniejszych dziedzin zaliczanych do s. jest tzw. informatyka kwantowa, w której próbuje się wykorzystywać nanostruktury spinowe; 2 stany spinowe odgrywają tutaj rolę nośnika informacji (qubit). Część badaczy sugeruje, że najbardziej obiecującym nośnikiem informacji kwantowej są spiny jąder atomowych. Układ spinów jądr. wykorzystano już do realizacji kilkubramkowego komputera kwantowego.
Do urządzeń s. należą m.in.: miniaturowe czujniki pola magnet., pamięci magnet. o dostępie swobodnym (MRAM), tranzystory spinowe, spinowe przyrządy fotoniczne. W działaniu czujników wykorzystuje się silną zmianę oporu elektr. struktur zbud. z na przemian leżących warstw metali ferromagnet., antyferromagnet. i paramagnet. pod wpływem pola magnet.; opór struktury zależy gł. od względnego kierunku momentów magnet. elektronów w poszczególnych warstwach (gigantyczne zjawisko magnetooporowe). Czujniki te są stosowane w głowicach twardych dysków do odczytu informacji, a także w detektorach położenia, np. w silnikach samochodowych, gdzie mogą zastępować halotrony.
Dzisiejsze (2004) badania w dziedzinie s. dotyczą praktycznie wszystkich grup materiałów, przy czym oprócz wspomnianych wielowarstw metali magnet. rozważa się także wykorzystanie struktur mieszanych, zbud. z metali ferromagnet. i półprzewodników. Szeroko badaną grupę materiałów magnet. stanowią tlenki manganu o strukturze perowskitu typu (La1−xCax)MnO3, odznaczające się dużą różnorodnością uporządkowań magnet. oraz wykazujące kolosalne (ujemne) zjawisko magnetooporowe. Intensywnie bada się magnet. materiały organiczne. Sądzi się jednak, że szczególnie użytecznymi materiałami będą półprzewodniki ferromagnet., łączące zalety związków półprzewodnikowych i metali ferromagnet.; wprowadzając jony Mn o zlokalizowanych spinach do arsenku galu i indu, uzyskano cienkie warstwy półprzewodników ferromagnet.: In1−xMnxAs i Ga1−xMnxAs. Poszukuje się półprzewodników o wysokiej temperaturze Curie; takimi materiałami, w odróżnieniu od arsenków, mogą być azotki i tlenki (np. cynku, galu) zawierające domieszki różnych metali przejściowych.
Tomasz Dietl
zgłoś uwagę
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia