Спинтроника считается весьма перспективным направлением исследований, поскольку обещает создание принципиально новых технологий уже в недалеком будущем. Суть дела заключается в том, чтобы вместо заряда электронов и, соответственно, электрических токов для реализации различных переключающих устройств использовать такую существенно квантовую характеристику электрона, как его спин. Устройства нового типа могли бы, как полагают, найти применение и в такой многообещающей сфере, как квантовые вычисления. Замысел прекрасен, но есть одно "но".

Дело в том, что до сих пор ученые эффективно манипулировали спинами электронов и атомных ядер с помощью магнитного поля. Однако в очень малых масштабах трудно генерировать магнитные поля и манипулировать ими. "Перспектива управления 100 миллионами магнитов, причем каждым независимо, в масштабах, эквивалентных микросхеме, пошатнула воображение исследователей. Однако с помощью электрических вентилей мы уже управляем 100 миллионами устройств в современных компьютерах", - говорит профессор физики Калифорнийского университета в Санта Барбаре и директор Центра спинтроники и квантовых вычислений (подразделения Калифорнийского института наносистем) Дэвид Ошелэм (David Awschalom). Это-то обстоятельство и подтолкнуло его и его коллегу из Питсбургского университета и директора Центра оксидо-полупроводниковых материалов для квантового компьютинга профессора Джереми Леви (Jeremy Levy) к тому, чтобы попытаться применить умение эффективно управлять электрическими зарядами для нужд спинтроники, т.е. научиться управлять спином электронов и атомных ядер с помощью электрических полей. И это им удалось.

Аспирант Ошелэма сконструировал полупроводник из арсенида галлия и арсенида алимо-галлия, расположенных на металлических пластинках. Когда к пластинкам подавались микроволновые электрические сигналы, то оказалось возможным изменять спин электронов. Пластинки, использовавшиеся в эксперименте, были 50-микронной ширины, а тесты проводились при низкой температуре. Однако ученые уверены, что совсем нетрудно будет сконструировать чипы меньшего размера, которые смогут работать при более высокой температуре.

Результаты экспериментов были опубликованы на онлайновом портале Science Express журнала Science 23 января. Пресс-релиз размещен на сайте Питсбургского университета: www.discover.pitt.edu/media/pcc030217/jeremy_levy_research.html. С препринтом Д. Леви можно ознакомиться по адресу: arxiv.org/pdf/quant-ph/0209008.

Сергей САНЬКО,
[email protected]