一種能�(chǎn)生自旋極化電流和能改變自旋來控制電流的一種器�。這種器件能同時利用電子的電荷和自旋的特性來工作,可把信息的存儲和處理同時進行,則可使電子�(shè)備大大簡�、功能大大增�,并從而可能引�(fā)新的電子技�(shù)革命�
磁電子器件是近幾年才出現(xiàn)的新型高技�(shù)�(chǎn)�,它是采用納米制造技�(shù)把微小尺寸的磁性元件與傳統(tǒng)的半導體器件�(jié)合在一�,得到全新的或者高功能的器�。這類器件以鐵磁金屬中的費米面上或其附近的電子部分地被自旋極化為基�(chǔ)進行工作。電子自旋度愈高,自旋輸運效應愈�。如果鐵磁層的磁矩全部排列在�1個方向上,器件就有低電阻,若交替反向排列,器件就有高電阻,改變磁矩的排列方向便可以改變電阻值�
磁電子新技�(shù)的實用化,源于納米磁性材料和納米制造技�(shù)的成功開�(fā)。在過去30多年中,對自旋極化輸運雖有許多令人鼓舞的想法和實�,但最明顯的是�1988年發(fā)�(xiàn)的GMR效應,這才是最重要的動力[1]。GMR效應最初是在給金屬多層膜(Fe/Cr)面�(nèi)加電流(CIP)發(fā)�(xiàn)�,后來在垂直膜面加電流(CPP)也觀察到這種�(xiàn)�。最�,在用絕緣隧穿勢壘層隔離的兩種金屬鐵磁薄膜中還觀察到室溫自旋相關(guān)隧道(SDT)效�,其電阻值變化比前者更大�
磁電子學是一門近年飛速發(fā)展的新興學科。對它的研究都可以歸納為對自旋極化電子輸運特性的研究。未來的研究方向?qū)⒃趯ふ野俜种僮孕龢O化材�、自旋注入技�(shù)以及自旋極化輸運的基�(chǔ)理論研究中展�。與此同�,還? 磁電子學將開�(fā)高效低成本的應用技�(shù)及設(shè)備儀�。對磁電子學的深入研究必將對物理學和電子技�(shù)的發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響;同時對其應用技�(shù)及相�(guān)�(shè)備儀器的開發(fā)高新技�(shù)�(chǎn)�(yè)、國防和人類生活作出重大的貢獻�
QMD的基本概念是在非磁性盤基中獨立地埋入若干單疇磁性元�,每個元件都有精確規(guī)定的形狀和預先指定的位置。最重要的是,這些元件有強的磁�。這種磁化和MRAM一�,是不加外磁場的磁化,并且只有兩個穩(wěn)定的狀�(tài):數(shù)量相等而方向相反的狀�(tài)。每個單疇元件的磁化方向代表1個二進制信息位�0”或者�1�。根�(jù)磁化方向,QMD可以有兩種模式:垂直磁化QMD和橫向磁化QMD。前者用磁柱,后者用磁條帶。這些磁性柱子或條帶,采用X射線或電子束平版印刷,輔以反應離子刻蝕而成。最�,還開發(fā)�1種高效低成本的nanoimprit lithography印刷�(shù)。開�(guān)(轉(zhuǎn)換)磁化方向需要的磁場,通過精心�(shè)計的元件尺寸和形狀來控制�