北海道大学 Takaaki Koga 副教授的研究小组与神户大学、庆应义塾大学和 NTT 合作,开发了一种根据自旋状态筛选作为电流流动的电子的方法。它将极大地扩展利用电子自旋开发器件的方式。

 当今计算机中使用的半导体器件通过利用电子的电荷特性(即所谓的负电)来运行。然而,使用这种方法,性能提升的极限正在逼近。正在研究使用自旋的方法,这是电子的另一个特性,作为克服这个问题的一种方法。通常,在包括半导体在内的大多数物质中,逆时针和顺时针电子成对存在,它们相互抵消了自旋特性。为了实现使用自旋的半导体器件,将它们分离并恢复自旋性质是必不可少的。

本研究的目的是从理论上预测自旋产生的条件,从而恢复自旋的特性。为此,我们设想了一种元件,通过交替堆叠五层由铟、砷等制成的具有不同配方的两种半导体,具有像坑一样限制流动电子的效果。从理论上讲,可以通过对这里捕获的电子施加磁性来选择两种类型的自旋。

利用以这种方式出现的电子自旋被认为是开发下一代半导体器件的关键,并有望成为未来提高计算机性能的驱动力。然而,这项研究仅成功地对自旋选择的方法进行了理论上的预测,预计未来将在实验水平上实现。

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