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研究人员开创了新的纳米技术领域

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阿尔伯达大学的研究团队结合了两个领域的研究纳米技术创造第三个领域,研究人员认为将导致计算机电子革命性进展,在许多其他领域。

Abdulhakem Elezzabi博士及其同事将等离子体激元技术应用于自旋电子学技术,并创造了一种控制电子自旋的量子态的新方法。

研究人员称为spinplasmonics的新技术可能被用来创造令人难以置信的高效的基于电子自旋的光子器件,这反过来可能被用来构建,例如,具有非凡能力的计算机。

“我们刚刚开始刮擦这个领域的表面,但是我们相信我们已经整理了物理,有一天这项技术将被用来开发功耗非常低的非常快速,非常小的电子设备, “超快光子学和纳米光学加拿大研究主席Elezzabi和A大学电子与计算机工程学教授说。”Elezzabi的工作解决了一系列的挑战,这些挑战阻碍了计算机电子技术的进一步发展,比如在创建更小的设备。一个这样的挑战是,随着传统的硅基半导体器件接近纳米级,量子物理学的规律就控制了它们的性能(特别是电荷的流动 - 即电子)并使其不可操作。

自旋电子学领域的研究人员试图通过构建利用电子自旋的磁量子特性的基于金属的器件来解决这个问题。尽管自旋电子学领域仅有十几年的历史,但是一些采用自旋电子学技术的器件已经上市。

等离子体激元领域甚至比自旋电子学还要年轻,它涉及将光电磁能量转换成微小的体积,从而产生强烈的电场,这种现象有许多科学家在重新思考纳米级电磁学的定律。等离子体激元领域有许多广泛的应用,从光引导通过金属线,生物传感,使物体不可见的眼睛。

等离子体激元研究人员面临的主要挑战之一就是寻找一种通过固体材料长距离传播光线的方法。然而,Elezzabi及其同事,美国海军研究实验室的研究生Kenneth Chau和Mark Johnson博士已经成功地将等离子体激元与自旋电子学结合起来,以一种新的方式将等离子体激元加入其中,并将自旋电子学。

Elezzabi和他的团队使用黄金和钴样品,通过控制电子自旋来展示一个等离子激活的自旋电子器件,它可以打开和关闭光源。而且,他们认为,只要样本结构略有变化,效果就是非易失性的,这意味着任何给定的结果都可以无限期地保持,而不需要电源。

Elezzabi说:“随着这项技术的发展,我想从半导体(硅芯片)转向采用光驱动电路的金属电子产品。

这项研究最近发表在“物理评论快报”的学术期刊上,研究人员已经为他们开发的应用申请了专利。

“对我来说,这几乎是两个领域的自然演变。我真的很惊讶,没有其他人四处张望,看到别人在做什么,并在我们做之前将两者结合起来,“Elezzabi补充说。 “这开辟了很多的可能性,这仅仅是个开始。“

阿尔伯塔大学



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