磁电子器件

磁电子器件是近年来出现的新型高科技产品。他们使用纳米加工技术将微型磁性元件与传统半导体器件相结合,以提供新的或功能强大的器件。
这种器件基于铁磁金属中费米表面上或附近的电子自旋极化而工作。电子自旋越高,自旋输运效果越大。
如果铁磁层的磁矩全部布置在相同方向上,则器件具有低电阻。如果电极反向交替排列,则该装置具有高电阻,并且改变磁矩的排列方向可以改变电阻值。
新型磁电子技术的实际应用源于纳米磁性材料和纳米制造技术的成功开发。虽然在过去的30年里有很多关于自旋极化运输的令人鼓舞的想法和实验,但最明显的是1988年发现的GMR效应,这是最重要的驱动力[1]。
首先通过向金属多层膜(Fe / Cr)施加电流(CIP)来发现GMR效应,后者在垂直膜表面电流(CPP)中观察到。最近,在由绝缘隧穿势垒层隔开的两个金属铁磁膜中观察到室温自旋相关隧道效应(SDT),并且电阻值变化比前者更大。
磁电子学是一门新兴学科,近年来发展迅速。对其的研究可归纳为自旋极化电子传输特性的研究。
未来的研究方向将在寻找100%自旋极化材料,自旋注入技术和自旋极化传输的基础理论研究中进行探索。与此同时,磁电子将开发高效,低成本的应用和设备。
对磁电子的深入研究将对物理和电子技术的发展产生深远的影响;同时,它将在技术和相关设备的应用中为高技术产业,国防和人类生活的发展做出重大贡献。 QMD的基本概念是在非磁盘基座中独立地嵌入许多单畴磁性元件,每个元件具有精确限定的形状和预定位置。
最重要的是,这些组件具有强磁化强度。与MRAM一样,这种磁化在没有外部磁场的情况下被磁化,并且仅具有两个稳定状态:相等数量和相反方向。
每个单域元素的磁化方向表示1个二进制信息位“0”。或“1”。
根据磁化方向,QMD可以具有两种模式:垂直磁化QMD和​​横向磁化QMD。前者使用磁柱,后者使用磁条。
这些磁柱或条带通过X射线或电子束光刻形成,并通过反应离子蚀刻补充。最近,开发了一种有效且低成本的纳米压痕光刻印刷。
切换(转换)磁化方向所需的磁场由精心设计的元件尺寸和形状控制。