Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис.1. Модель устройства на основе графеновых наностержней со спиновым вентилем. a) Схема такого рода устройства: зелёная полоса графена находится в контакте с двумя синими ферромагнитными электродами; стрелками указано направление магнитного поля. Различие в электростатических потенциалах на электродах приводит к возникновению разности потенциалов, что и обуславливает ток.
b,c) Рассчитанная изоповерхность плотности спин-намагниченности для наностержней в том случае, когда все спины ориентированы в одну сторону (b), и в разные стороны (c). На рисунке (с) посередине располагается доменная стенка.
Рис.2. Зависимость кривых пропускания от напряжения смещения. a) Кривые пропускания для параллельной и антипараллельной конфигурации спинов при различных напряжениях смещения (полоса шириной в 32 атома углерода). b) Орбитальная ассиметрия зонной структуры для полосы шириной в 8 атомов углерода; справа изображены волновые функции электронов. c,d) Зонная структура для левого контакта (левая картинка), кривая пропускания (картинка посередине) и зонная структура для правого контакта (правая картинка) в параллельной и антипараллельной конфигурации спинов, соответственно. Верхние картинки соответствуют нулевому смещению, нижние – 0.15В. e) Расположение спинов в окрестности магнитной доменной стенки. f) Кривые пропускания в зависимости от ширины доменной стенки. Чёрная линия относится к сонаправленной конфигурации спинов, остальные – к разнонаправленной.
Рис.3. Вольт-амперные характеристики. a) для параллельной конфигурации спинов при 5 и 300К (чёрная) и антипараллельной при 5К (синяя) и 300К (красная). b) Кривые пропускания при антипараллельной конфигурации для альфа- (красный) и бета-спинов (синий), и f(L-R) при 300К (зелёная) и 5К (розовая). Для верхней картинки напряжение смещения 0.09В, для нижней – 0.15В. c,d) Зависимость магнетосопротивления от напряжения смещения для полос различной ширины при 300К (с) и 5К (d): N= 8(чёрный), 16 (красный), 24 (синий) и 32 (зелёный).
Рис.4. Спин-поляризованные токи в антипараллельной конфигурации. a) Кривые для полосы шириной 32 атома улерода. b) Отношение соответсвующих токов к общему току. c) Нулевая зона передачи и Vth в зависимости от функции ширины наностержня (W) и W0 (=1.75) в качестве варьируемго параметра.

Большое магнетосопротивление в графеновых наностержнях.

Ключевые слова:  графен, спинтроника, теоретическое исследование

Опубликовал(а):  Смирнов Евгений Алексеевич

15 июля 2008

На сегодняшний день графен является одним из самых перспективных материалов для построения будущей наноэлектроники. Это и понятно, теория разработана уже давно - примерно в 30-х - 40-х годах прошлого века началось создание теории электропроводности графита, и «базовым» элементом в этой теории был как раз монослой углерода – графен. Существуют также достаточно простые способы получения листов графена различной формы, а его электронные свойства меняются в зависимости от состояния поверхности и размеров графенового листа.

Недавно было показано, что инжекция спинов в графен приводит к большим временам и длинам их релаксации. Это может оказаться хорошим заделом для построения в будущем спинтронных устройств (т.е. таких устройств, для которых спин электрона гораздо важнее, нежели его заряд) на основе графена. В частности, было обнаружено, что графеновые стержни в конфигурации зигзаг имеют магнитные (или спиновые) состояния по краям этих нанополос, которые могут быть ориентированы параллельно и антипараллельно.

Авторы работы представили результаты моделирования из основных принципов (first-principles simulations), которое предсказывает, что устройства на основе графеновых наностержней со спиновым вентилем могут демонстрировать магнетосопротивление, в тысячи раз превосходящее значения, опубликованные в некоторых работах. Такие огромные значения магнетосопротивления могут быть связаны с уникальной симметрией зонной структуры в наностержнях.

На рисунке 1 представлена модель устройства со спиновым вентилем на основе графена.

Результаты некоторых теоретических расчётов представлены на рисунках 2-4.

Стоит отметить, что в работе также было продемонстрировано, что существует возможность управления зонной структурой, и таким образом можно генерировать высоко-спин-поляризованный ток.

Корейские учёные надеются, что тонкая настройка различных параметров данной системы позволит сделать ещё один шаг к построению наноэлектроники и реальному созданию вычислительных спинтронных устройств. Однако не стоит забывать и о различных экспериментальных трудностях, таких как взаимодействие с поверхностью и «эффект окружения». Авторы надеются, что в самом ближайшем будущем будет проведён ряд экспериментальных работ, которые подтвердят их предположения и дадут материал для построения более точной теории.




Комментарии
Небольшой коммент:
я не слышал никогда термина "спиновой вентиль". Если есть spin valve, то это называет "спиновой клапан", ну или на крайний случай "спиновой фильтр", хотя это немного другое понятие.
Красс Марта Ивановна, 16 июля 2008 11:04 
В принципе, есть такая штука как spin gate, но это не имеет отношения к данному сообщению.
ну, spin gate имеет право на существование.
есть даже spin laser, что, в принципе, ничего особого не представляет. Но просто пока еще не слыхал и не представляю, как выглядит спиновой вентиль. Надо немного осмысленнее переводить, ведь это читаем не только мы, но и школьники, и "неспециалисты")))
Красс Марта Ивановна, 16 июля 2008 18:08 
полностью согласна :)
Трусов Л. А., 16 июля 2008 19:40 
чувствую, после "гигантского" и "колосального" грядет эра "очень большого" магнетосопротивления.
Или "огромного"
ммм...честно говоря, я всегда думал, что это называется именно вентиль, хотя большой разницы между вентилем и клапаном я не вижу в данном случае...
лана, хорошо, я учту это на будущее...
Евгений Алексеевич,
Используется "спиновой вентиль" (Много на него уместных ссылок при поиске например).
И воспринимается прекрасно (мной как не специалистом, имеющим отдаленное представление)!
Трусов Л. А., 16 июля 2008 21:08 
давайте будем продвигать термин "краник". более по-русски, по-моему.
g e n, 16 июля 2008 21:50 
предлагаю "крантик"! И русско, и интернационально, и нано ;)
спиновой вентиль и краник...хахаха
а спиновой душ забыли? и ванну.
все, теперь среди иностранцев буду распространять термин типа "spin tap". присоединяйтесь) нанометр создает новые термины, а наша работа - распространить!
(без особого понимания "что это такое")
Владимир Владимирович,
простите, но тогда хотя бы в трех словах объясните, что такое спиновой вентель. Если это клапан (например "вкл\откл внеш. поля" = "открыт\закрыт"), то думаю что термин клапан уместнее (во всяком случае его представить можно хоть), а вот вентиль...мне сразу представляется сантехник рядом. наверно у меня нет богатого воображения...
однако, на мой взгляд такой термин можно встретить из-за того, что люди, не понимая, что пишут или не правильно переводя, рапространяют такое вот дела.
(Может я и ошибаюсь, может и есть понятие спинового вентиля, но тогда оно должно отличаться от спинового клапана, т.к. в противном случае может возникнуть путаница. А если такой термин есть, то он будет называться не spin valve, а как-то еще, т.к. spin valve однозначно говорит о спиновом клапане. В таком случае очень буду рад увидеть перевод спинового вентиля на англ., чтобы он не совпадал со spin valve)
М-мм, еще в 60-70 прошлого столетия знали о влияние на магнетосопротивление графита различных сеточных дефектов, температурного коэффициента. Осталось "простенько" графен получить, а там уж и "крантик" приделать.
Клапан - устройство пропускающее поток (ток) в одну сторону и не пропускающее поток (ток) в другую сторону. Поток (ток) может быть потоком жидкости (вода, кровь, жидкие металлы и др.), потоком газа (воздух, азот, углекислый газ и др.), потоком (током) электронов или других частиц в трубе (проводнике), в полупроводнике, в вакууме или в другой среде.
при попытке набрать в Вики вентиль перенаправляет на клапан...Согласен с Владимир Владимировичем, я видел именно спиновый вентиль, о чём и писал...

давайте только не будем устраивать околонаучный бред по этому поводу как было сделано в статье "Запалим кочегарки..."
Трусов Л. А., 16 июля 2008 23:11 
что бы там ни говорили, а клапан и вентиль в русском языке имеют одинаковый смысл. так что придирки по меньшей мере необоснованны.
всё равно что спорить, через какую букву пишется магнИтосопротивление.
Александр Рамирович,
Я не специалист в этой области, но там ведь происходит изменение электрического сопротивления (низкое/высокое), а не сценарий "открыт/закрыт" с пропусканием в одну сторону. Поэтому, на мой взгляд, русификация термина "spin valve" как "спиновой вентиль" немного более уместна (и многие её используют).
А "околонаучный бред" - это следствие направленного увода беседы от непосредственной темы обсуждения...
А в общем очень интересно. Спасибо Евгению Алексеевичу.
Может пригодиться?:
Millimeter-Scale, Highly Ordered Single Crystalline Graphene Grown ..., обзор способов,технология получения миллиметровых графеновых листов
Уважаемый Евгений Алексеевич!
Спасибо за ссылку: http://www.n...08.163.html
По моему мнению, эта статья напрямую связана с обсуждаемыми в соседних комментариях возможными путями развития исследований по метаматериалам.
В этих исследованиях и должны в ближайшие годы открыться прорывные технологии.
Геннадий Семенович
всегда пожалуйста!!!
кстати,на счёт роста графеновых листов - пролистал...интересненько...
При переводе иноязычных терминов нужно быть очень осторожным, иначе можно получить нелепицы вроде «отделения связи»; после того, как эти словосочетания войдут в обиход, с ними остаётся только смириться.
Кран – голландское слово.
Клапан и вентиль – два немецких слова; по смыслу первое сходно со славянским «захлопнуть», второе с латинским ventilatio – управление потоками воздуха.
Электрический вентиль – устоявшееся словосочетание.
Неуправляемый вентиль – диод, кенотрон; управляемый вентиль – тиристор тиратрон (от греч. thyra — дверь); управляемый вентиль с двусторонней проводимостью – симистор).
Термин «вентиль» предполагает возможность управления потоком (током) в разных направлениях, а «клапан» – только в одном.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Нанобутерброды для наногномиков
Нанобутерброды для наногномиков

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.