Spin injektálás, detektálás és manipulálás nanoeszközökben

OTKA CNK 80911

Témavezető Dr. Mihály György

Időtartam: 36 hónap (2010.07.01 – 2013.06.30)

Támogatás: 137 536 000 Ft

A spintronika alapötlete az elektronok spinje révén megvalósított információ-továbbítás és feldolgozás. Makroszkopikus áramkörökben a spinek által hordozott információ elveszik a szórásfolyamatok miatt. Ha spin-polarizált töltéshordozókat juttatunk be egy vezetőbe, a spin-memória tipikusan 10-1000nm távolságon belül marad meg. A spin polarizáció ilyen méretskálán történő  detektálása és a nanomágnesség változtatásának együttes lehetősége utat nyit koncepcionálisan új érzékelők, adathordozók és logikai elemek gyártására.

A projekt célja spináram befecskendezésének, érzékelésének és manipulálásának vizsgálata mesterséges nanostruktúrában. A vizsgált rendszerek között szerepelnek fémes vékonyrétegek, félvezető nanovezetékek, szén alapú nanostruktúrák (grafén, nanocső), atomi méretű – egy atomból vagy atomi láncból álló – kontaktusok.

A nano-áramköröket elektron litográfiával készítjük és magnetotranszport mérésekkel jellemezzük. Az áramkör építőelemeit külön-külön is minősítjük: a ferromágneses kontaktust magneto-optikai Kerr effektussal, a vezetőben a spin élettartamot ESR, a spin diffúziós hosszat Andreev spektroszkópiával. Az atomi méretű kontaktusokat feszültségfüggő vezetőképesség és zaj mérések segítségével jellemezzük.

A kutatásokat nanoméretű, egy-domén mágneses eszközökön, esetenként mindössze néhány mágneses atomból álló klasztereken végezzük. A fenti új anyagokból olyan elektronikai struktúrákat fogunk felépíteni, melyek képesek a spin információ feldolgozására. Vizsgáljuk azt is, hogy erős spináram hogyan képes egy mágneses domén  momentumát megváltoztatni, kapcsolni. Erre a jelenségre alapozva nanoméretű kapcsolókat szándékozunk létrehozni. Vizsgáljuk a lehetőségét spin független eszközöknek is, mint pl. feszültségvezérelt kapcsolás egyetlen atomból vagy atomi láncból álló kontaktusokban.

PDF formában