Графен защищает ферромагнитные электроды

Такая отрасль, как хранение информации, переживает, если можно так выразиться, настоящую революцию в связи с появлением по всему миру центров, которые будут хранить и обрабатывать беспрецедентные объемы данных.

Буквально каждый месяц растет спрос на устройства хранения, а также на технологии, позволяющие записать больше информации на единицу объема устройства.

Одна из технологий, которая позволит еще больше «уплотнить» хранение информации – спинтроника, подразумевающая использование для записи или передачи данных не только электрического заряда, но и спина электрона в специальных ферромагнтиных элементах памяти.

Схемы, использующие достижение спинтроники потенциально могут иметь меньшие размеры и большую эффективность работы по сравнению с обычными схемами, в которых задействованы только сами заряды. Связано это с тем, что для переключения спина электрона требуется сравнительно немного энергии.

Спинтронные устройства функционируют, благодаря специальным спин-поляризованным электродам, которые обычно изаготавливаются из ферромагнитного никеля или кобальта (энергетические уровни в этих материалах изначально спин-поляризованы, т.е. на уровнях размещается не равное число электронов с разным спином). Проблема заключается в том, что эти материалы не устойчивы к окислению, особенно в ходе обработки и интеграции электродов в устройство, т.е. при контакте с атмосферой.

Совместная группа ученых из University Paris-Sud, CNRS, Thales, University of Cambridge и Helmholtz-Zentrum Berlin fur Materialien und Energie, кажется, предложила решение этой проблемы. Исследователи разработали новый тип гибридного электрода, включающего в себя как органические, так и неорганические фрагменты.

Эти электроды изготавливаются из полосы никеля, покрытого слоем одноатомного углерода, атомы которого образуют двумерную гексагональную кристаллическую решетку, – графена (который, в свою очередь, выращивается при помощи метода осаждения из парообразного состояния). В этом устройстве никель обеспечивает сохранение ферромагнитных свойств, а графен защищает его от нежелательного окисления.

Анализ созданного электрода показал, что электроны, проходящие через пассивированный с помощью графена ферромагнитный электрод (graphene-passivated ferromagnetic electrode, GPFE), спин-поляризованы. Это подтверждает, что подобные электроды могут использоваться в спинтронных устройствах.

К слову, предыдущие исследования уже продемонстрировали, что графен является перспективным материалом для спинтронных устройств, поскольку он представляет собой хороший туннельный барьер для заряда, проходящего в плоскости, перпендикулярной кристаллической решетке этого плоского материала.

Также было предсказано, что графен в спинтронных феромагнитных структурах может осуществлять «переключение» спин-поляризации на границе двух сред. Этот эффект ранее уже наблюдался на эксперименте, проведенными несколькими участниками научной группы.

Источник(и):

1. sci-lib.com

2. nanotechweb.org