Digitoday

Spintroniikka pyörähti eteenpäin Suomessa

Julkaistu:

Huoneenlämpötilan spintroniikka (Spin) -tutkimusprojektin tutkijat ovat ensimmäisinä Euroopassa onnistuneet valmistamaan GaMnN-kerroksia, jotka ovat ferromagneettisia huoneenlämpötilassa.
Kuulostaa monimutkaiselta, mutta kyseisenkaltaisia puolijohteita pidetään yhtenä kiinnostavimmista uusista materiaaliryhmistä elektroniikassa ja optoelektroniikassa pyrittäessä pienentämään elektroniikkakomponenttien kokoa selvästi.

Materiaaleilla on laaja joukko mahdollisia sovellutuksia, joissa elektronin spiniä hyödynnetään elektroniikan komponenteissa. Esimerkkejä ovat magneettiset tallennusvälineet, magneettikenttäanturit, magneettiset ohjatut laitteet, spiniä hyödyntävät transistorit, polarisaatiokontrolloidut optoelektroniikan laitteet ja jopa kvanttilaskenta, Suomen Akatemia luettelee.

Useita toimintoja samaan komponenttiin

GaMnN-kerrosten ominaisuuksia on tutkittu sähköisin, optisin, röntgen- sekä positronimittauksin. Akatemian rahoittama Spin-projekti on neljän tahon eli TKK:n Elektrofysiikan, Optoelektroniikan ja Fysiikan laboratorioiden sekä VTT Mikroelektroniikan muodostama yhteishanke.

Tohtori Markku Sopasen johtamassa Spin-projektissa keskitytään tutkimaan mangaanilla seostettua galliumarsinidia ja galliumnitridia. Galliumnitridi on lupaavin materiaali huoneen lämpötilassa toimivien spintroniikkakomponenttien materiaaliksi.
MAINOS (TEKSTI JATKUU ALLA)
MAINOS PÄÄTTYY

Projektissa on myös valmistettu ensimmäinen GaMnAs-tunnelidiodikomponentti, jonka sähköiset ominaisuudet riippuvat herkästi magneettikentästä. Nopeita tunnelidiodeja käytetään muun muassa mikroaaltotekniikassa.

Nykysovellukset rajoittuneita

Spintroniikan eli toiselta nimetään magnetoelektroniikan tämänhetkiset sovellukset perustuvat magneettisiin metalleihin. Magneettisten metallien avulla voidaan kuitenkin valmistaa vain muistiin, lukupäähän tai magneettisiin antureihin perustuvia sovelluksia.

Magneettisten puolijohteiden avulla taas voidaan valmistaa sovelluksia muillekin alueille. Niiden suurimpana etuna pidetään sitä, että samaan komponenttiin voidaan integroida monia toimintoja. Näin yksi komponentti voi toimia samanaikaisesti esimerkiksi muistina ja vahvistimena.

Lisäksi puolijohteiden kehittynyt valmistustekniikka mahdollistaa spintroniikan komponenttien integroinnin jo olemassa oleviin sovelluksiin. Monet magneettiset ilmiöt ovat myös voimakkaampia magneettisissa puolijohteissa kuin magneettisissa metalleissa.

Nykyisessä elektroniikassa tiedon käsittely perustuu vain elektronin varaukseen, kun taas spintroniikassa se perustuu varauksen lisäksi elektronin spiniin. Ferromagneettisen aineen spinit saadaan järjestäytymään samansuuntaisiksi ulkoisen magneettikentän avulla ja spinien suunnat säilyvät myös magneettikentän poiskytkemisen jälkeen.

Spintroniikka-komponenttien toiminta perustuu siihen, että samansuuntaisesti tai vastakkaissuuntaisesti järjestäytyneet spinit muuttavat komponentin optisia, sähköisiä ja magneettisia ominaisuuksia.

Tule-ohjelma tukee suomalaista elektroniikka-alaa

Spin-projekti on osa Suomen Akatemian rahoittamaa Tulevaisuuden elektroniikka (Tule) -ohjelmaa, johon kuuluu yhteensä 18 tutkimushanketta. Ohjelman teema-alueisiin kuuluvat piirit ja systeemit, elektroniikan materiaalit, optiikka ja optoelektroniikka sekä nanoelektroniikka.

Ohjelman tavoitteena on luoda pitkäjänteistä ja korkeatasoista perustutkimusta, joka tukee suomalaisen elektroniikka-alan tutkimus- ja kehitystoimintaa ja jonka avulla voidaan innovoida uusia sovelluskohteita.

Ohjelma pyrkii myös osaltaan vahvistamaan tieteellistä osaamista ja tutkimusympäristöjä niillä osa-alueilla, jotka ovat keskeisiä Suomen elektroniikkateollisuuden nykyiselle ja tulevalle kehitykselle sekä tuottamaan kasvun edellyttämää pätevää työvoimaa.

Kommentit

    Näytä lisää

    Näitä luetaan!
    1. 1

      17-vuotiaan tyttöystävänsä teippaamalla murhannut tuomittiin elinkautiseen

    2. 2

      Testaa! Helppo 3 liikkeen kuntotesti paljastaa, oletko siinä kunnossa, missä sinun pitäisi ikäiseksesi olla

    3. 3

      Voice: Manuela Bosco ja Tuure Kilpeläinen seurustelevat

    4. 4

      Some-sotilas Mashirille 4 kuukauden ehdollinen vankeustuomio

    5. 5

      Joukko lääkäreitä ei uskalla paljastaa sivutyötään – poikii jopa vihapostia

    6. 6

      Hanna Sumari avautui tv:ssä lapsena kokemastaan seksuaalisesta ahdistelusta – uskalsi kertoa aikuisen miehen teoista vasta 26 vuotta myöhemmin

    7. 7

      Olympiavoittaja rikkoi hiljaisuuden 27 vuoden jälkeen – kertoi joutuneensa 15-vuotiaana lajilegendan raiskaamaksi

    8. 8

      Karstulassa vieraillut presidentti Sauli Niinistö heitti vitsin Jenni Haukiosta ja helikopterista

    9. 9

      TM: Näin käy, jos Audin, Seatin, Skodan tai VW:n öljyä syövän moottorin jättää korjaamatta – ja lisää vain halvinta mahdollista öljyä

    10. 10

      Mies yritti iskeä plusmalli Marjaanaa yökerhossa – ei saanut vastakaikua: lyttäsi järkyttävällä tavalla

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Tutut liikennemerkit muuttuvat sukupuolineutraaleiksi – katso kuvat!

    2. 2

      Jane voitti lotossa jättipotin 17-vuotiaana – tuhlasi rahat rintoihin ja peppuun: Jakaa netissä kuvia ylpeänä

    3. 3

      Olli Turusella, 33, on yli 30 sijoitusasuntoa ja velkaa yli miljoona euroa

    4. 4

      Elvis Presleyn harvoin julkisuudessa nähdyt kaksos-lapsenlapset ihastuttivat – poseerasivat äidin rinnalla suloisina

    5. 5

      Dopingtuomion saaneen Therese Johaugin ulkoinen olemus on jotain aivan muuta kuin kaksi kuukautta sitten – katso kuvat

    6. 6

      Mies yritti iskeä plusmalli Marjaanaa yökerhossa – ei saanut vastakaikua: lyttäsi järkyttävällä tavalla

    7. 7

      Helsinkiläinen Diana, 43, on geneettisesti sekä mies että nainen – päivittäin viestejä innostuneilta miehiltä

    8. 8

      Nainen jäi oman autonsa alle ja kuoli – yritti pysäyttää mäessä valuvan ajoneuvon Sipoossa

    9. 9

      Helsingin kaupunki antoi rakennuksen anarkistisille talonvaltaajille – 5 kuukauden vuokrat maksamatta: ”Prosessit eivät ole aivan kohdillaan”

    10. 10

      TM: Näin käy, jos Audin, Seatin, Skodan tai VW:n öljyä syövän moottorin jättää korjaamatta – ja lisää vain halvinta mahdollista öljyä

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Huomaatko erikoisen yksityiskohdan? 19-vuotiaan Lisan viaton bikinikuva kummastuttaa Instagramissa

    2. 2

      Dopingtuomion saaneen Therese Johaugin ulkoinen olemus on jotain aivan muuta kuin kaksi kuukautta sitten – katso kuvat

    3. 3

      Onko tässä erikoisin hääkuva ikinä? Kreikkalaiskappeli kielsi ulkomaalaisparien häät rivon kuvan seurauksena

    4. 4

      Aku Hirviniemi katosi vuosi sitten äkisti julkisuudesta – nyt hän kertoo, mitä silloin tapahtui: ”Tuijotin vain tyhjyyteen”

    5. 5

      Jopa miljoonia uhreja – kävitkö vuoden sisällä suositulla pornosivustoilla?

    6. 6

      Tällaisen elämän miljardööri Niklas Herlin eli – muistokirjoitus

    7. 7

      Madonnaa, 59, syytetään räikeästä kuvanmuokkauksesta – tuoreet kuvat kertovat totuuden: ”Tämä on jo noloa”

    8. 8

      Tutut liikennemerkit muuttuvat sukupuolineutraaleiksi – katso kuvat!

    9. 9

      Matti Ahde kertoo sairaudestaan ja yhä jatkuvista hoidoista – ”Tilanne on vakava”

    10. 10

      Niklas Herlin on kuollut

    11. Näytä lisää
    Näitä luetaan!
    1. 1

      17-vuotiaan tyttöystävänsä teippaamalla murhannut tuomittiin elinkautiseen

    2. 2

      Testaa! Helppo 3 liikkeen kuntotesti paljastaa, oletko siinä kunnossa, missä sinun pitäisi ikäiseksesi olla

    3. 3

      Voice: Manuela Bosco ja Tuure Kilpeläinen seurustelevat

    4. 4

      Some-sotilas Mashirille 4 kuukauden ehdollinen vankeustuomio

    5. 5

      Joukko lääkäreitä ei uskalla paljastaa sivutyötään – poikii jopa vihapostia

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Tutut liikennemerkit muuttuvat sukupuolineutraaleiksi – katso kuvat!

    2. 2

      Jane voitti lotossa jättipotin 17-vuotiaana – tuhlasi rahat rintoihin ja peppuun: Jakaa netissä kuvia ylpeänä

    3. 3

      Olli Turusella, 33, on yli 30 sijoitusasuntoa ja velkaa yli miljoona euroa

    4. 4

      Elvis Presleyn harvoin julkisuudessa nähdyt kaksos-lapsenlapset ihastuttivat – poseerasivat äidin rinnalla suloisina

    5. 5

      Dopingtuomion saaneen Therese Johaugin ulkoinen olemus on jotain aivan muuta kuin kaksi kuukautta sitten – katso kuvat

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Huomaatko erikoisen yksityiskohdan? 19-vuotiaan Lisan viaton bikinikuva kummastuttaa Instagramissa

    2. 2

      Dopingtuomion saaneen Therese Johaugin ulkoinen olemus on jotain aivan muuta kuin kaksi kuukautta sitten – katso kuvat

    3. 3

      Onko tässä erikoisin hääkuva ikinä? Kreikkalaiskappeli kielsi ulkomaalaisparien häät rivon kuvan seurauksena

    4. 4

      Aku Hirviniemi katosi vuosi sitten äkisti julkisuudesta – nyt hän kertoo, mitä silloin tapahtui: ”Tuijotin vain tyhjyyteen”

    5. 5

      Jopa miljoonia uhreja – kävitkö vuoden sisällä suositulla pornosivustoilla?

    6. Näytä lisää