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Graphene, das für zukünftige Spintronic Vorrichtungen verspricht

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Forscher an der Chalmers technischen Hochschule haben, dass großes Gebiet graphene in der Lage ist, Elektrondrehbeschleunigung über einen ausgedehnten Zeitraum zu konservieren und sie über größeren Abständen als mitteilt, vorher bekannt entdeckt

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Dieses hat die Tür für die Entwicklung von spintronics, mit einem Ziel zur Herstellung schneller und Energiesparenderes Gedächtnis und Prozessoren in den Computern geöffnet. Die Entdeckungen werden in den Journal Natur-Kommunikationen veröffentlicht.

„Wir glauben, dass diese Resultate viel Aufmerksamkeit in der Forschungsgemeinschaft erregen und graphene auf das Diagramm für Anwendungen in spintronic Bestandteile einsetzen,“ sagen Saroj Schlag, der die Forschungsgruppe an der Chalmers technischen Hochschule führt.

Spintronics basiert auf dem Quantenzustand der Elektronen, und die Technologie wird bereits in vorgerückten Festplattenlaufwerken für Datenspeicher und magnetischen RAM eingesetzt. Aber hier die spinnen-gegründeten Notwendigkeiten der Informationen nur, einige Nanometer zu verschieben oder millionths eines Millimeters. Welches glücklich ist, weil Drehbeschleunigung ein Eigentum in den Elektronen ist, das in den meisten Materialien extrem kurzlebig und zerbrechlich ist.

Jedoch, gibt es Hauptvorteile, wenn man Drehbeschleunigung als Informationsträger, anstelle oder zusätzlich zu von den elektrischen Gebühren ausnutzt. Spintronics könnte Prozessoren erheblich schneller und weniger energieverbrauchend bilden, als sie heutiger Tag sind.

Graphene ist ein viel versprechender Anwärter für die Erweiterung des Gebrauches des spintronics in der Elektronikindustrie. Der dünne Carbonfilm ist nicht nur ein ausgezeichneter elektrischer Leiter, aber auch hat theoretisch die seltene Fähigkeit, die Elektronen mit der intakten Drehbeschleunigung beizubehalten.

„In der Zukunft spinnen-gründete Bestandteile, es wird erwartet, dass die Elektronen in der Lage sein müssen, zu reisen einige 10 Mikrometer mit ihren Drehbeschleunigungen gehalten ausgerichtet. Metalle, wie Aluminium oder Kupfer, haben nicht die Kapazität, dieses zu behandeln. Graphene scheint, das einzige mögliche Material zu sein im Augenblick,“ sagt Saroj Schlag.

Heute wird graphene Handels- von einigen Firmen unter Verwendung einiger verschiedener Methoden produziert, die in einer frühen Phase der Entwicklung sind.

Einfach gesetzt, konnten Sie sagen, dass hochwertiges graphene in den sehr kleinen Stücken nur erreicht werden kann, während größeres graphene auf eine Art produziert wird, dass die Qualität entweder zu niedrig ist oder andere Beeinträchtigungen von der Perspektive der Elektronikindustrie hat.

Aber diese allgemeine Annahme wird jetzt ernsthaft durch die Entdeckungen in Frage gestellt, die von der Forschungsgruppe bei Chalmers dargestellt werden. Sie haben ihre Experimente unter Verwendung des CVD graphene geleitet, das durch Absetzung des chemischen Dampfes produziert wird. Die Methode gibt dem graphene viele Knicken, Rauheit und andere Defekte.

Aber sie hat auch Vorteile: Es gibt gute Aussichten für die Produktion von großes Gebiet graphene auf einer industriellen Ebene. Das CVD graphene kann von der kupfernen Folie auch leicht entfernt werden, auf der es wächst und auf eine Silikonoblate angehoben wird, die das Standardmaterial der Halbleiterindustrie ist.

Obgleich die Qualität des Materials weit von vollkommenes ist, kann die Forschungsgruppe Parameter der Drehbeschleunigung jetzt zeigen, die bis sechsmal höher als die sind, die vorher für CVD graphene auf einem ähnlichen Substrat berichtet werden.

„Unsere Maße zeigen, dass das Drehbeschleunigungsignal in den graphene Kanälen konserviert wird, die bis 16 lange Mikrometer sind. Die Dauer, über der die Drehbeschleunigungen übereingestimmt bleiben, ist gemessen worden, um in einer Nanosekunde zu sein,“ sagt Chalmers Forscher Venkata Kamalakar, der der erste Autor des Artikels ist.

„Dieses ist viel versprechend, weil es vorschlägt, dass die Drehbeschleunigungparameter weiter verbessert werden können, während wir die Methode der Herstellung entwickeln.

Für dieses konzentrieren sich Forscher auf, wie weit der Drehbeschleunigungstrom mitgeteilt werden kann sollte nicht gehalten werden gerade seiend an das Senden von Informationen in einem neuen Material oder das Ersetzen der Metalle oder der Halbleiter durch graphene. Das Ziel ist anstatt eine vollständig neue Weise der Ausführung der funktionellen Operationen und der Speicherung von Informationen. Ein Konzept, das, wenn erfolgreich, Digitaltechnik einen Schritt über der gegenwärtigen Abhängigkeit auf Halbleitern hinaus unternehmen würde.

„Graphene ist ein guter Leiter und hat keine Bandabstände. Aber im spintronics gibt es keine Notwendigkeit an den Bandabständen, zwischen an und auszuschalten, an einem und an null. Dieses wird anstatt durch das Elektron spinnen auf oder ab Lagebestimmungen,“ Saroj Schlag erklärt gesteuert.

Ein kurzfristiges Ziel ist jetzt, einen logischen Bestandteil zu konstruieren, der, nicht anders als einen Transistor, graphene und magnetische Materialien besteht.

Ob spintronics schließlich völlig ersetzen kann, ist Halbleitertechnik eine offene Frage, viel Forschung bleibt. Aber graphene, mit seinen ausgezeichneten Drehbeschleunigungübertragungsfähigkeiten, ist in hohem Grade wahrscheinlich, in diesem Zusammenhang zu kennzeichnen.

Tatsachen/diese ist Drehbeschleunigung:

Drehbeschleunigung ist ein Quantenmechanisches Eigentum der Elementarteilchen, das unter anderem das Phänomen von Magnetismus verursacht. Der Drehbeschleunigung kann auf oder ab verwiesen werden irgendein. Für die Elektronen in einem normalen elektrischen Strom, wird die Drehbeschleunigung nach dem Zufall verteilt, und der Strom trägt kein Drehbeschleunigungsignal. Aber mithilfe der Magneten, alle können Elektronen, die in einen eingezogen werden Leiter, polarisiert werden, der bedeutet sie, lassen ihre Drehbeschleunigung auf oder ab verweisen. Sie konnten die Elektronen zu einer Reihe kleinen Kompaßnadeln vergleichen und in Richtung zum Norden ganz südwärts zeigen oder. Die Herausforderung ist, diesen Zustand genug langen Abständen lang genug und über beizubehalten.

Tatsachen/, warum Drehbeschleunigung im graphene arbeitet:

Die Drehbeschleunigung der Elektronen kann durch Klimafaktoren leicht gestört werden. Atome und ihre Kristallstrukturen im leitenden Material haben ein elektrisches Feld, das als Magnetfeld durch die Elektronen empfunden wird, die vorbei hetzen. Aber, da Carbon solch ein helles Atom mit nur sechs Protonen ist, die in einer symmetrischen sechseckigen Struktur geordnet werden, ist diese magnetische Störung sehr begrenzt.

Die interne Drehbeschleunigung in einem Atomkern ist auch eine mögliche Quelle der Störung. Aber die Nettodrehbeschleunigung vom Kern ist, da die Majorität der Kohlenstoffatome vom Isotop C12 sind, mit so vielen Neutronen Protone unwesentlich.

Tatsachen/drei Möglichkeiten vom Produzieren von graphene:

Die Nobelpreisträger Geim und Novoselov stellten graphene vom Graphit unter Verwendung des gewöhnlichen Haushaltsklebebandes her. Ähnliche Methoden werden heute angewendet, um Qualität graphene zu produzieren. Aber die Stücke sind klein. Die Graphensic Firma, verursacht von den Forschern an der schwedischen Linköping Universität, stellt großes Gebiet graphene her, das von einem Substrat des Silikonkarbids „kultiviert“ wird.

An der Chalmers technischen Hochschule wird großes Gebiet graphene unter Verwendung der Absetzungmethode des chemischen Dampfes (CVD) produziert. Für die Studie in den Natur-Kommunikationen, haben die Forscher das CVD graphene benutzt, das von der Firma Graphenea in Spanien gekauft wird.

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