„Verbesserter Strom“ dank Spin-Elektronik

22. Februar 2017, 08:15 Uhr
In dieser leitfähigen Schicht zwischen zwei Isolatoren wird der Elektronen-Spin transportiert. Bild: Christoph Hohmann / NIM
In dieser leitfähigen Schicht zwischen zwei Isolatoren wird der Elektronen-Spin transportiert. Bild: Christoph Hohmann / NIM
Man kann davon ausgehen, dass die immer weitergehende Miniaturisierung in der Elektronik alsbald ein jähes Ende finden wird. Ein Hindernis liegt in der Größe der Elektronen, die zum Ladungstransport = Strom benötigt werden. Um diese Begrenzung zu umschiffen, haben Forscher aus München und Kyoto kürzlich vorgeschlagen, Strom zu „verbessern“, indem der Spin von Elektronen anstatt der Ladung genutzt wird. Willkommen in der neuen Welt der Spin-Elektronik bzw. Spintronic!

Es wird angenommen, dass der Elektronen-Spin die Informationsdichte erhöhen kann. Unter dieser Annahme könnten die Eigenschaften elektronischer Bauelemente verbessert werden. Den Forschern gelang die Demonstration des Transports von Spin-Information bei Raumtemperatur. Als Basis diente eine Schichtstruktur aus LaAlO2 (Lanthan-Aluminat) und SrTiO3 (Strontium-Titanat). In der Grenzfläche zwischen den beiden Materialien spielt sich das Geheimnisvolle ab: Eine extrem dünne, elektrisch leitende Schicht bildet eine Art Interface zwischen den beiden nichtleitenden Schichten: ein zweidimensionales Elektronengas, das nicht nur Ladung, sondern auch den Spin transportieren kann.

Die Forscher lösten das Problem des Spin-Transfers durch magnetischen Kontakt. Durch Mikrowellenbestrahlung wurden die Elektronen in eine taumelnde Präzession versetzt, was auf das Elektronengas übertragen wurde. Das Elektronengas transportiert darauf die Spin-Information zu einem nichtmagnetischen Kontakt, wo der Spin absorbiert wurde und dabei ein elektrisches Potential aufbaute.
Der nächste Schritt wäre dann herauszufinden, wie man mit dieser Methode reale Bauteile herstellen könnte.
 
Kommentare werden geladen...
Verwandte Artikel