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Spin-ende Elektronen

Mit Spin-Elektronik auf dem Weg zu kleineren Mikrochips

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Informationstransport durch den Spin

Der sogenannte Spin ist eine grundlegende quantenmechanische Eigenschaft von Elektronen. Er lässt sich mit einem Magnetfeld ausrichten.(Bild: Welt der Physik)
Der sogenannte Spin ist eine grundlegende quantenmechanische Eigenschaft von Elektronen. Er lässt sich mit einem Magnetfeld ausrichten.
(Bild: Welt der Physik)

Das Problem der Spin-Übertragung lösten die Wissenschaftler durch einen magnetischen Kontakt, dessen Elektronen durch Mikrowellenstrahlung zu einer Präzessionsbewegung gezwungen werden, analog zur Taumelbewegung eines Kreisels.

Genau wie beim Kreisel hält diese Bewegung nicht ewig an, sondern schwächt sich ab – in diesem Fall durch Abgabe von Drehmoment an das zweidimensionale Elektronengas. Dieses ist nun in der Lage, die Spin-Information zu einem nichtmagnetischen Kontakt zu transportieren, der sich einen Mikrometer neben dem magnetischen Kontakt befindet.

Der nichtmagnetische Kontakt detektiert den Spin-Transport indem er die Spins absorbiert und dabei eine elektrische Spannung aufbaut. Durch Messung dieser Spannung konnten die Forscher den Spin-Transport systematisch untersuchen und nachweisen, dass er in derartigen Strukturen über Entfernungen bis zum hundertfachen Abstand heutiger Transistoren möglich ist.

Basierend auf diesen Ergebnissen will das Wissenschaftler-Team nun erforschen, inwieweit sich mit diesem Materialsystem spin-elektronische Bauelemente mit neuartigen Funktionalitäten realisieren lassen.

Das Forschungsprojekt wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Exzellenzclusters „Nanosystems Initiative Munich“ (NIM) finanziell gefördert.

Die Wissenschaftler haben die Ergebnisse Ihrer Studie in der aktuellen Ausgabe des Fachjournals Nature publiziert.

(ID:44528227)

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