石墨烯黑科技:或将颠覆数字电路工作方式
带有过滤电子自旋功能的石墨烯节点概念图:蓝色的镍薄层和红色的铁薄层内含有两种自旋状态(上旋和下旋)的电子。两层金属薄膜间放置了几层石墨烯(石墨烯即单层碳原子组成的准二维平面),用来形成导电路径,这条路径只允许一种方向自旋的电子通过。电流通过这个金属结点后,就成为了自旋极化电流。 在自旋电子学(也称磁电子学,雷锋网注)的历史上,石墨烯有着不同寻常的历史。这种电子学利用电子本身的自旋状态进行信息编码,而非传统地利用电子本身的电荷去编码。最初,石墨烯并没有出现在这项领域的视野内。因为当电子通过平面展开的石墨烯之后,自旋状态没有任何改变,而且电子的运动方向也仍然随机,并没有形成一定的路径。但是据雷锋网所知,最近的一项实验结果表明石墨烯对自旋电子学可能有很大的作用,这也改变了科研项目主管人员的看法。 雷锋网消息,来自美国海军实验室(NRL)的一个团队,最近做了一次实验,他们把一层石墨烯放到了几层镍和铁的中间。这种层叠结构,首次实现了常温下可过滤电子自旋的薄膜类结点。这项结果可能对于下一代磁阻式随机访问存储器(MRAM)的研发有着巨大帮助。MRAM的原理就是利用自旋极化后的脉冲,将存储位的磁信息从0翻转到1,亦可反向翻转。 |