science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Valleytronics kerntheorie voor toekomstige hoogrenderende halfgeleidertechnologie

Een diagram over de vorming van daldomein in molybdeendisulfide, een 2D kristalmateriaal, en zijn huidige signaalcontrole. Krediet:DGIST

Een onderzoeksteam van DGIST ontdekte een theorie die de ontwikkeling van valleytronics-technologie kan uitbreiden, die de aandacht heeft getrokken als een volgende generatie halfgeleidertechnologie. Dit zal naar verwachting de ontwikkeling van valleytronics-technologie een niveau verder brengen, met magnetische technologie van de volgende generatie die de bestaande gegevensverwerkingssnelheid overtreft.

DGIST maakte maandag bekend, Op 17 juni ontdekte het onderzoeksteam van professor JaeDong Lee bij de DGIST-afdeling van Emerging Materials Science de vorming van een valleidomein, die zal bijdragen aan de prestaties van de volgende generatie halfgeleiders, ontwikkeling van afwijkende stroom, en zijn controlemechanisme. Dit onderzoek heeft betekenis omdat het de correlaties tussen valleidomein, huidig, en twee verschillende fysieke grootheden.

Een dal is een hoekpunt of een rand van bandenergie en wordt ook dalspin genoemd. Valleytronics is het opslaan en gebruiken van informatie met behulp van het aantal quanta dat valleien bepaalt. Het is van toepassing op toekomstige elektronische apparaten en kwantumcomputertechnologie, aangezien de opslag van kwantuminformatie de bestaande ladings- of spincontroletechnologie overtreft. Veel onderzoekers doen onderzoek naar valleicontrole, aangezien valleytronics een oneindig potentieel heeft dat spintronica en nano-elektronica omvat in het halfgeleidertechnologieveld van de volgende generatie. Echter, de werkelijke toepasbaarheid is niet hoog vanwege de moeilijkheden bij het waarborgen van de stabiliteit en de grote hoeveelheid valleien.

Een diagram over het genereren van daldomeincontrole en afwijkende transversale stroom als gevolg van een spanningsverandering. Krediet:DGIST

Door dit onderzoek, Het team van professor JaeDong Lee loste het stabiliteitsprobleem van valleispin op door de vorming van een valleidomein in molybdeendisulfide te ontdekken, een 2D-monolaag halfgeleidermateriaal van de volgende generatie. Een daldomein wordt gedefinieerd als een domein van elektronen met hetzelfde dalmomentum in materie. Het team identificeerde dat een valleidomein gevormd in een extreme nanostructuur kan worden gebruikt om informatie op te slaan in plaats van spin. Bovendien, het onderzoeksteam ontdekte dat ze abnormale transversale stroom kunnen genereren door de grootte van het daldomein te regelen. Abnormale transversale stroom treedt onvermijdelijk op als gevolg van de beweging van een domeinmuur en stroomt in slechts één richting langs de beweging van het daldomein. Ze stelden ook de toepasbaarheid voor van een diodemechanisme, een eenkristal nanostructuursubstantie die anders is dan de bestaande halfgeleiderdiode met heterostructuur.

Professor JaeDong Lee van het Department of Emerging Materials Science zei:"Door dit onderzoek, we hebben de kerntheorie van valleytronics ontdekt die de twee verschillende fenomenen van magnetische en elektrische signaalcontrole van de vallei tegelijkertijd in een enkel 2-D kristallijn materiaal kan gebruiken. We hopen dat Valleytronics-onderzoek op meer gebieden toepasbaar wordt om de vooruitgang van low-power, snelle informatieopslagplatforms."