Новый тип памяти на основе нанотрубок
Одним из превосходных особенностей углеродных нанотрубок есть громадная протяженность релаксации поясницы, что разъясняется не сильный спин-большой скоростью и орбитальным взаимодействием носителей (108см/с) в них. Солидный коллектив авторов из Univ. Cambridge (Англия) и других исследовательских центров (Франции, Аргентины, Испании, США) внес предложение применять это свойство нанотрубок для передачи и считывания спиновой информации.
Изготовленная структура формально есть одним из вариантов структур с огромным магнетосопротивлением (GMR) типа спинового клапана (spin-valve). Многостенная углеродная нанотрубка (MWCNT), владеющая железной проводимостью) соединяет два электрода из манганита La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO) (рис. 1).
Протяженность промежутка образовывает 1.5мкм.
Преимуществом LSMO есть то, что при низкой температуре он владеет практически 100% спиновой поляризацией тока, тогда как для железных ферромагнетиков эта величина меньше 40%. В случае если оба контакта намагничены одинаково, то электроны из одного контакта вольно перетекают в второй по нанотрубке. В случае если намагниченность противоположна, то второй контакт их в себя не допускает по причине того, что электроны с противоположной спиновой поляризацией имеют через чур высокую энергию в нем.
В этом и состоит работа спинового клапана.
Рис. 1. Углеродная нанотрубка, контактирующая с двумя электродами из La0.7Sr0.3MnO3 (LSMO).
При температуре 5К достигнута величина магнетосопротивления 65% и громадный выходной сигнал 65мВ. При таковой температуре оценки дают длину релаксации поясницы в нанотрубке 50мкм.
В этом устройстве показана возможность счи-тывания передачи и спиновой информации ее на большие расстояния. В простых железных GMR структурах между двумя магнетиками также помещают немагнитный материал, но он имеет толщину всего пара десятков ангстрем. Авторы отмечают громадную роль туннельного барьера, что появляется естественным образом на контакте нанотрубки с металлом.
Напомним, что именно в железных GMR структурах с туннельным барьером достигнуты высокие размеры магнетосопротивления в пара десятков процентов кроме того при комнатной температуре, в наноконтактах достигнуто и 3000%. К сожалению, GMR эффект в представленной структуре совсем исчезает при температурах выше 120К.
По-видимому, главным в работе все-таки есть демонстрация возможности не только считывания, но и передачи спиновой информации на громадные расстояния в масштабах схем с нанометровыми элементами. Это открывает пути создания совсем второй архитектуры устройств магнитной (спиновой) памяти.
В.Вьюрков