Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
20% off Mass Spectrometer range at Conquer Scientific

There is 1 related live offer.

20% Off Mass Spectrometers

חוקרים הצג שדות חשמליים יכול לשמש על הבוררים / OFF בסרטים multiferroic מסוממים

Published on May 21, 2009 at 8:14 PM

Multiferroics הם חומרים בהם שילובים ייחודיים של מאפיינים חשמליים ומגנטיים יכולים להתקיים בו זמנית. הם אבני היסוד פוטנציאליים אחסון נתונים בעתיד מגנטי ומכשירים spintronic בתנאי דרך פשוטה ומהירה ניתן למצוא להפוך מאפיינים חשמליים ומגנטיים שלהם לסירוגין. ב פיתוח חדש ומבטיח, חוקרים עם משרד החוץ האמריקני לורנס אנרגיה ברקלי המעבדה הלאומית (ברקלי) לעבוד עם multiferroic הטיפוסי הוכיחו בהצלחה רק מתג כזה - שדות חשמליים.

Ramamoorthy ראמש ו-Ho צ'אן יאנג אגף חומרים של ברקלי למדעי המעבדה בהצלחה הוכיחו כי שדות חשמליים יכול לשמש על הבוררים / OFF בסרטים multiferroic מסוממים, התפתחות טומן בחובו הבטחה לאחסון נתונים בעתיד מגנטי ומכשירים spintronic.

"שימוש בשדות חשמליים, הצלחנו ליצור, למחוק להפוך pn צמתים בתוך סרט סידן מסוממים פרית ביסמוט", אמר ראמש Ramamoorthy של חומרים ברקלי למדעי החטיבה (MSD), שהוביל את המחקר.

"באמצעות שילוב של הולכה אלקטרונית עם מאפיינים חשמליים ומגנטיים הנוכחי כבר ב ביסמוט multiferroic פרית, הפגנה שלנו פותחת את הדלת מיזוג magnetoelectrics ו magnetoelectronics בטמפרטורת החדר."

ראמש, שהוא גם פרופסור במחלקה של חומרים מדע והנדסה ואת המחלקה לפיסיקה באוניברסיטת ברקלי, פרסמה מאמר על המחקר הזה זמין כעת במהדורה המקוונת של כתב העת Nature חומרים. העיתון נקרא: "החשמל אפנון של הולכה multiferroic

Ca מסוממים BiFeO3 סרטים. "Co-authoring את הנייר עם ראמש היו Chan-Ho יאנג, יאן זיידל, סאנג יונג קים, פים Rossen, פו יו, מרצ'ין Gajek, Ying-האו צ'ו, ליין מרטין, מיקי הולקומב, צ'ינג הוא , פטרו Maksymovych, נינה באלקה, סרגיי קלינין, ארתור Baddorf, Sourav Basu ומתיו Scullin.

הדור הבא של המחשבים מבטיח להיות קטן יותר, מהר יותר ורחוק יותר צדדי מאשר התקנים של היום הודות להתפתחות הצפויה של שבבי זיכרון לאחסון נתונים באמצעות ספין האלקטרון ואת המומנט המגנטי הקשור אליו ולא מטען האלקטרון. מכיוון multiferroics בו זמנית התערוכה שניים או יותר ברזלי חשמלי או תכונות מגנטיות בתגובה לשינויים בסביבה שלהם, הם נחשבים מועמדים לקבל את החומרים של בחירה עבור טכנולוגיה זו.

פרית ביסמוט הוא multiferroic מורכבת ברזל ביסמוט, וחמצן (BiFeO3). זה גם ferroelectric ו אנטי פרומגנטי ("ברזלי" מתייחס מגנטיות בברזל אך בטווח גדלה לכלול חומרים ומאפיינים אין לי מה לעשות עם ברזל), וכן ציווה עניין מיוחד בתחום ספינטרוניקה, במיוחד לאחר גילוי מפתיע על ידי ראמש וקבוצתו מוקדם יותר השנה. הם מצאו כי למרות פרית ביסמוט הוא חומר מבודד, פועל באמצעות גבישים שלה הם Ultrathin (דו מימדי) גליונות בשם "קירות מושלם" כי מוליכים חשמל בטמפרטורת החדר. תגלית זו הציע עם סימום הנכון, מדינות ניצוח ב ביסמוט פריט יכול להיות מיוצב, פתח את האפשרות של יצירת pn צמתים, מפתח חיוני אלקטרוניקה של מצב מוצק.

"מבודד למעברים מנצח נשלטים בדרך כלל באמצעות שילוב של סימום כימיים שדות מגנטיים שדות מגנטיים אבל הם יקרים מדי אנרגיה רב כדי להיות מעשיים במכשירים מסחריים", אמר ראמש. "שדות חשמליים הרבה יותר שימושי פרמטרים לשלוט, כי אתה יכול בקלות להחיל המתח על פני מדגם ולווסת אותה לפי הצורך כדי לגרום מבודד-מנצח מעברים".

במחקר החדש שלהם, ראמש וקבוצתו מסוממים הראשון פרית ביסמוט acceptor עם יוני סידן, אשר ידועים כדי להגדיל את כמות של זרם חשמלי כי חומרים כמו ביסמוט פריט יכול לשאת. התוספת של יוני סידן יצר משרות פנויות חמצן טעונים חיובית. כאשר שדה חשמלי היה מוחל על סידן מסוממים ביסמוט פרית סרטים, משרות פנויות חמצן הפך ניידים. השדה החשמלי "שטף" את המשרות הפנויות חמצן כלפי המשטח העליון של הסרט, יצירת המוליכים למחצה מסוג n בחלק זה של הסרט, בעוד יוני סידן תנועה יצר מוליכים למחצה מסוג p בחלק התחתון. Reversing את כיוון השדה החשמלי הפוך מסוג n ו-p-type באזורים מוליכים למחצה, ושדה מתונה מחקו אותם.

"זה אותו עיקרון כמו במכשיר ה-CMOS שם את היישום של מתח משמש מתג הפעלה / כיבוי השולט נכסים הובלת האלקטרונים ושינויים התנגדות חשמלית גבוהה מ - (מבודד) לנמוך (מנצח)", אמר ראמש.

בעוד מכשיר טיפוסי CMOS תכונות on / off יחס מיתוג (ההבדל בין התנגדות והתנגדות בלתי אל זרם חשמלי) של כ - 1,000,000, השיגה ראמש וקבוצתו on / off מיתוג יחס של כאלף ב שלהם סידן מסוממים ביסמוט פרית סרטים. בעוד יחס זה מספיק להפעלת המכשיר להכפיל את היחס הטוב ביותר הושגה עם שדות מגנטיים, Chan-Ho יאנג, המחבר הראשי של מאמר זה הטבע חומרים פוסט דוק בקבוצה של ראמש אומר שזה יכול להיות משופרת.

"כדי להפוך את המדינה על מוליך יותר, יש לנו רעיונות רבים לנסות כגון סידן סימום יחס שונה, מדינות זן שונה, תנאי גידול שונים, תרכובות שונות בסופו של דבר באמצעות אותו רעיון", אמר יאנג.

לפני שנה, ראמש וקבוצתו הראו כי שדה חשמלי יכול לשמש כדי לשלוט על פרומגנטיות סרט לא מסוממים פרית ביסמוט. (ראו חומרי טבע, "אלקטריק שדה השליטה פרומגנטיות המקומית באמצעות multiferroic magnetoelectric")

עם הפגנה החדש הזה כי השילוב של סימום שדה חשמלי להחיל יכול לשנות את מצב בידוד ניצוח של multiferroic, הוא ועמיתיו הראו דרך אחת קדימה בהתאמת multiferroics לתופעות כגון magnetoresistance עצום, מוליכות בטמפרטורה גבוהה ו-SQUID סוג גלאי שדה מגנטי כמו גם ספינטרוניקה.

אמר יאנג, "תחמוצות כגון ביסמוט פרית נפוצים ולהציג מאפיינים אקזוטיים רבים כולל מוליכות בטמפרטורה גבוהה ו magnetoresistance עצום, אבל הם לא היו בשימוש הרבה יישומים אמיתיים כי זה כבר כל כך קשה לשלוט פגמים, בעיקר, משרות פנויות חמצן. התצפיות שלנו מראים טכניקה בכלל לעשות התפנות פגמים חמצן לשליטה ".

רוב העבודה במחקר זה האחרון על ידי ראמש וקבוצתו בוצע מתקדם מקור אור המעבדה של ברקלי (ALS), על המיקרוסקופ PEEM2. PEEM, אשר מייצג מיקרוסקופית אלקטרונים photoemission, היא טכניקה אידיאלית ללימוד תחומים ברזלי מגנטי antimagnetic ו PEEM2, מופעל על ידי מגנט להתכופף מחא beamline 7.3.1.1, הוא אחד המכשירים הטובים ביותר בעולם, מסוגל לפתור תכונות בלבד בעובי ננומטרים ספורים.

"ללא היכולות של PEEM2 בניסויים שלנו היה מת בתוך המים", אמר ראמש. "אנדריאס שול (שמצליח PEEM2) והצוות מחא שלו היו לעזר רב."

מחקר זה נתמך בעיקר על ידי המחלקה האמריקאית של משרד האנרגיה של המדע דרך יסוד תוכניתה למדעי אנרגיה.

Last Update: 5. October 2011 09:22

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit