Учёные из Университета штата Огайо и Висконсинского университета в Мэдисоне (США) создали базовое устройство спинтроники с использованием металлического ферромагнитного материала и полупроводника, имеющего органическую основу.

Спинтроникой называют новый раздел электроники, в котором рассматриваются практические способы представления информации с помощью спина электрона. Спинтронные устройства, как ожидается, будут обеспечивать увеличенную плотность записи данных при сниженном энергопотреблении.

Базовый элемент спинтроники — спиновый вентиль — образуется двумя отделёнными друг от друга магнитными слоями. Действие устройства основано на том, что магнитное поле может ориентировать спины электронов в магнитных материалах. Если спины в слоях сонаправлены, электроны довольно свободно преодолевают область контакта, а сопротивление вентиля невелико; в случае противоположно направленных спинов сопротивление, как легко догадаться, возрастает. Спиновое состояние, таким образом, оказывается связано с привычной и легко измеряемой величиной.

Самым перспективными материалами спинтроники многие специалисты считают магнитные полупроводники. В своей работе американские физики использовали полимерный полупроводящий материал — тетрацианоэтанид ванадия V(TCNE)_x, первый «магнит» на органической основе, который сохраняет работоспособность при температуре, превышающей комнатную и достигающей 130˚C. Второй магнитный слой был выполнен из La_2/3Sr_1/3MnO₃ (LSMO), а роль барьера сыграли органический полупроводник рубрен и алюминат лантана LaAlO₃ (LAO).

Рис. 1. Структура опытного образца. NGO — кристалл NdGaO3. (Иллюстрация из журнала Nature Materials).

В опытах на образцы воздействовало изменяющееся во времени магнитное поле. Результаты измерения сопротивления полностью соответствовали предсказаниям теории и подтвердили возможность записи и считывания спинового состояния.

Результаты исследований опубликованы в журнале Nature Materials.

По материалам