生活

<p>当磁取向相同的两个电极(顶层和底层)(用箭头表示)被铜(橙色)和氧化钽(蓝色)薄层隔开时,当有电位时,铜丝穿过氧化物形成电极上的电压差为1到1.5伏</p><p>当形成细丝时,电流可以容易地在两个电极之间流动</p><p>这些发现有助于解开为什么分层结构可以形成电子开关的神秘感,电子开关在电源关闭时保持其开/关状态</p><p>信用:NIST使用铁磁金属作为电极,美国国家标准与技术研究院的一组研究人员构建了一个分层交换设备,以更好地研究切换机制的行为</p><p>他们发现,当在铁磁电极之间施加电场时,它会形成微小的铜丝,并相信这项研究可能有助于在分层结构中使用“自旋电子学”</p><p>有时知道新技术的工作是不够的</p><p>您还必须知道为什么它能够让市场接受</p><p>例如,美国国家标准与技术研究院(NIST)*关于新型计算机存储系统的分层交换设备如何工作的新信息现在可以允许这些结构更快地进入市场,从而有助于实现更快,更低功耗的计算机</p><p>基于过渡金属氧化物的开关作为存储器件具有很大的潜力,即使在电源关闭时也能保持其信息</p><p>一种类型是通过堆叠四种不同的材料制成的:一层铜和一种金属氧化物夹在两个充当电极的金属层之间</p><p>当在电极之间施加电压时,这样的系统可以用作开/关开关,但是它们的行为与它们的行为一样是一个有争议的问题</p><p>非易失性存储器的类型已经存在 - 拇指驱动器利用它 - 但它们的性能还不如计算机中央处理器的工作存储器</p><p>如果金属氧化物可以完美用于此用途,它们可以使计算机在几秒钟内启动并使用更少的能量</p><p>为了研究切换机制,NIST研究小组建立了自己的版本,但有一个转折点:他们使用铁磁金属代替通常使用的非磁性金属</p><p>他们发现,当在铁磁电极之间施加电场时,它会形成细小的铜丝,这些铜丝会穿过金属氧化物层</p><p>根据通过电极施加的电压的方向,产生或湮灭约16nm长的灯丝,从而形成或断开开关连接</p><p> NIST半导体电子部门的Curt Richter说:“这种灯丝的存在是唯一可以解释为什么我们的结构可以做出如此好的开关的解释</p><p>”团队发现的一个关键是他们使用“自旋”物理学 - 电子的量子特性,它具有两个可能的值,向上或向下</p><p>从顶部电极开始,研究小组发出的电流由具有极化自旋态的电子组成,他们发现当电子到达底部时,它们的自旋状态没有改变</p><p> “只有当形成由优质铜制成的灯丝时,旋转才会保持其状态,”里希特说</p><p> “这一结果本身就是一个目的,但它也表明分层结构可以应用于'自旋电子学',其中电子自旋被用来携带和处理信息</p><p>”资料来源:国家标准与技术研究所图片:国家标准与研究所技术* H.-J. Jang,O.A</p><p> Kirillov,O.D</p><p> Jurchescu和C.A.里克特</p><p>在忆阻设备中旋转运输</p><p> Applied Physics Letters 100,043510(2012)</p><p> DOI:10.1063 / 1.3679114,