凡亿专栏 | 全球首个磁电晶体管问世,可促进电子设备小型化
全球首个磁电晶体管问世,可促进电子设备小型化

美国科学家在知名杂志《先进材料》上发表文章,生命他们已成功研发出全球首个磁电晶体管,不仅能降低数字存储器的能耗,,还可将存储某些数据所需晶体管的数量减少75%,若情况属实,这个发明的问世将会大大推动电子设备的小型化。

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该项目的负责人是来自于內布拉斯加大学林肯分校的物理学家彼得·道本,他表示这个项目旨在缩小设备尺寸并降低能耗,“我们需要一种与硅晶体管工作方式不同的设备,从而缩小设备的尺寸并降低能耗。”

在研究中,科学家没有使用常见的电子电荷作为基础,而是出乎意料地转向了电子自旋(一种与磁性有关的属性),自旋指向是上或下,可像电荷一样代表1或0。经过测试,流经石墨烯的电子可以在相对较长的距离内保持其初始自旋方向,这一特性对于基于自旋电子学的晶体管极具潜力。

但这也带来了一个难题,如何以较小的功率(比传统晶体管小得多)来控制自旋的方向。为解决这一难题,团队提出一种新的思路,那就是在石墨烯下防止合适的材料。

经过多年研究测试,团队成功找到替代品——氧化铬,氧化铬是一种磁电材料,这意味着可以通过在施加少量电压,氧化铬表面原子的自旋方向可在向上和向下之间翻转。

当施加正向电压时,氧化铬的自旋指向上,迫使石墨烯电流的自旋方向向左偏转,并在这个过程中产生可检测的信号。相反,负电压会使氧化铬的自旋向下翻转,石墨烯电流的自旋方向向右偏转,并产生一个明显不同的信号。

于是,全球首个磁电晶体管问世,它的研发将有利于设备的小型化和降低能耗。

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