中央空调软链接厂家
免费服务热线

Free service

hotline

010-00000000
中央空调软链接厂家
热门搜索:
行业资讯
当前位置:首页 > 行业资讯

石墨烯立功自旋计算机现新曙光

发布时间:2020-03-23 11:19:28 阅读: 来源:中央空调软链接厂家

通过在石墨烯中完成隧道自旋注入,加州大学河滨分校的物理学家们完成了自旋计算机(spin computer)研发中非常重要的一步。物理学告知我们,电子可以根据旋转方向进行分类,称之为“自旋”(spin),包括上选(spin up)、下旋(spindown)两种状态,正好对应数字存储中的0、1。自旋计算机就是基于电子自旋原理,利用电子自旋状态存储和处理海量数据,相比于现在使用的传统电子计算 机不但数据量更大,而且能源消耗和发热量更低,速度也要快很多。

“隧道自旋注入”(tunneling spin injection)是一个用来描写绝缘体电导率的术语,由于今年诺贝尔物理学奖而再次引发关注的石墨烯(graphene)则一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子蜂窝状面材料,是碳的二维结构。石墨烯异常坚固而又有弹性,是电的良导体,而且抗热性很好。

领导此次自旋计算机研究项目的是加州大学河滨分校物理和天文学助教RolandKawakami。他解释说:“在室温条件下,石墨烯是自旋传导属性最好的材料之一,因此是自旋计算机的最好实验对象,但是从铁磁电极向石墨烯的电子自旋 注入效力非常低,更让人耽忧的是视察所得自选寿命只有料想的几千分之一。我们需要更长的自旋寿命,由于寿命越长,能治性的计算操作就越多。”

为了解决上述问题,科研人员们在铁磁电极和石墨烯层之间插入了一个只有几纳米厚的绝缘层“隧道结”(tunnel barrier),自选注入效力因此得以明显提高。

Kawakami说:“绝缘体向石墨烯的量子隧道自旋注入效力提高了30倍。一样有趣的是,绝缘体就像是个单向 阀门,只允许电子在一个方向上活动,也就是从电极向石墨烯,而不能反过来。绝缘体有助于将注入的自旋保持在石墨烯以内,这也是自旋注入效力提高的关键所 在。这类不同于直觉的结果是石墨烯隧道自旋注入的第一次展现。现在我们床在了石墨烯自旋注入效力的世界纪录。”

根据霍尔丈量,隧道结的插入还让自选寿命从典型的100皮秒(百亿分之一秒)延长到了大约500皮秒。Kawakami指出,从理论上说,石墨烯应当有着极长的自选寿命,这也是它的一个特性,正由于如此才有希望促进自旋计算机。

至于这类所谓的自旋计算机什么时候能够开始实用,那可有的等了。

成都医学院附属不孕不育医院医院动态

重庆小米熊儿童医院特色医疗

成都医大医院科室列表