Spinli elektronika yoki spintronika

Spintronikaning vujudga kelishi va ish prinsipi

Spintronikaning vujudga kelishi va ish prinsipi

• Spintronika oʻtgan asrning 80-yillarida, qattiq jismli elektron qurilmalarda elektronlar koʻchishining spinga bogʻlangan xususiyatlarini oʻrganish paytida yuzaga kelgan. Bunday tadqiqotlar sirasiga Jonson va Silbining 1985-yilda, ferromognit metalldan normal metallga elektronlarni injeksiyalash ustida oʻtkazgan tajribalari, Albert Fert hamda Piter Gryunberg tomonidan gigant magnit qarshiligining kashf qilinishi (1988) kabilarni aytish mumkin [1].
• Shundan soʻng ferromagnetik, oʻta oʻtkazuvchan moddalarda magnit tunnel oʻtishlarini oʻrganish boʻyicha tadqiqotlar olib borildi. Yarimoʻtkazgich moddalardan spintronikada foydalanish 1990-yilda Datt hamda Das tomonidan spinli maydoniy tranzistorlarr yaratish haqidagi gipotezasidan soʻng boshlandi.

IBM mutaxassislarining fikricha, elektronlar oʻz spinlarini juda tez — 100 pikosekund ({\displaystyle 10^{-10}} s) — ichida oʻzgartiradi. Bunday qisqa vaqt ichidagi oʻzgarishni mikrosxemalar qayd qilishga ulgurmaydi. ­ Shunga qaramay, tadqiqotchilar spin vaqtini 30 marta — yaʼni 1 nanosekundgacha oshirib, elektronlarni sinxronizatsiyalash usulini ishlab chiqishdi. 1 nanosekund yetarlicha katta vaqt boʻlib, 1GHz chastotada ishlovchi mikroprotsessor sikliga teng. ­ ­Shundan soʻng yana bir qiziq fakt maʼlum boʻldi. Yarimoʻtkazgichlarda elektronlarning aylanishi vaqtida ularning spinlari bir necha oʻn mikrometrga siljir ekan. Bu hodisani vals tushayotgan juftlikka oʻxshatish mumkin (2-rasm). ­ Spini {\displaystyle 1/2} ga teng boʻlgan, {\displaystyle m} massali, {\displaystyle q} zaryadga ega boʻlgan zarraning magnit momenti {\displaystyle \mu } quyidagiga teng boʻladi:

Magnit-tunnel tranzistor quyidagi qismlardan tashkil topgan boʻladi:

• Magnit-tunnel tranzistor quyidagi qismlardan tashkil topgan boʻladi:
• emitter(FM1): spin-polyarizatsiyalangan elektronlarni bazaga injeksiyalaydi
• baza(FM2): Elektronlar spinlarining yoʻnalishiga qarab bazada joylashadi. Bazani spin-filtr deyish ham mumkin
• Kollektor(GaAs) — baza-kollektor chegarasida Shottki to'sig’I vujudga keladi. Natijada kollektorda faqatgina Shottki toʻsigʻini yengib oʻtishga energiyasi yetarli boʻlgan elektronlargina toʻplanadi.
• Ushbu tranzistorning magnit toki quyidagiga teng boʻladi: