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科學家以石墨烯制作自旋電子元件
發布日期:2018-11-01

OFweek電子工程網訊:具備高電子遷移率的石墨烯(graphene)一直被視為延長摩爾定律(Moore‘s Law)的關鍵,而因為石墨烯的均勻性(uniformity)優于金屬,也使其成為納米自旋電子元件(spintronic device)的最佳候選材料。英國查爾摩斯理工大學(Chalmers University of Technology)的納米制造實驗室(Nanofabrication Laboratory)表示,自旋電子元件能以個別電子自旋來編碼資訊,而不是透過成千上萬的電荷,因此元件的尺寸可望進一步微縮、功耗也能比矽晶片來得更低。

目前市面有少數元件是采用自旋編碼(spin encoding),包括一些先進的硬盤機以及磁阻式隨機存取存儲器(MRAM);但這些元件僅能將自旋編碼后的電子移動數納米,所采用的銅與鋁等金屬的均勻度不足,無法讓電子移動更長的距離,限制了自旋電子元件的性能。為此查爾摩斯理工大學的目標是讓自旋編碼后的電子移動距離拉長到微米(micrometer)等級,好讓各種數位電路都能利用自旋電子。

查爾摩斯理工大學教授Saroj Dash的團隊最近利用化學氣相沉積(CVD)技術,將石墨烯沉積到銅基板上,再于室溫下轉移至絕緣上覆矽(SoI)晶圓片,成功實現了長距離的自旋電子通訊;結果顯示自旋電子傳輸距離可擴展至16微米。

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