Несмотря на попытки использования новых перспективных материалов для технологий будущего кремний по-прежнему остается наиболее освоенным промышленностью и весьма распространенным на Земле. Поэтому не прекращаются поиски возможностей его использования в таких передовых направлениях исследований и разработок, как спинтроника и квантовый компьютинг. Инжекция и перенос спина в кремнии рассматривается многими как "святой Грааль" полупроводниковой спинтроники. В частности, от использования спиновых состояний электронов вместо заряда, обычного в существующих электронных устройствах, ожидают значительного прироста производительности при очень низких потреблении энергии и выделении тепла.

Двигаясь в этом направлении, ученые из исследовательской лаборатории ВМФ США недавно успешно осуществили инжекцию электронного спинового тока из металлического ферромагнитного контакта в кремниевую пластину, создав в ней тем самым значительную спиновую поляризацию. Соответствующее сообщение опубликовано онлайн в августовском выпуске "Nature Physics" (doi:10.1038/nphys673).

В проведенном эксперименте в качестве ферромагнитного контакта была использована тонкая пленка из железа, отделенная от кремниевой пластины пленкой из оксида алюминия. Устройство было реализовано в виде светодиода, и эффективная инжекция поляризованных по спину электронов подтвердилась круговой поляризацией света, испускаемого с поверхности кремния. При этом наблюдалась достаточно высокая степень спиновой поляризации (30%; для железа и пермаллоя она составляет 40-45%) при низком приложенном напряжении (~ 2 eV).

Ученые полагают, что их успех значительно продвинет разработки новых спинтронных устройств, основанных на кремнии.

Сергей САНЬКО