वैज्ञानिकांनी मैलाचा दगड तापमानात धडक दिली म्हणून नेक्स्ट-जनरल एसएसडी आणि रॅमच्या प्रतीक्षेत असू शकते

प्रोफेसर फाम नाम है यांच्या नेतृत्वात विज्ञान संस्थेच्या शास्त्रज्ञांच्या पथकाने आतापर्यंत नोंदविलेल्या कोणत्याही सामग्रीपेक्षा जास्त तापमानात काम करणारे फेरोमॅग्नेटिक सेमीकंडक्टर (एफएमएस) विकसित केले आहे. त्यांच्या निष्कर्षांनुसार, अप्लाइड फिजिक्स लेटर्स (खंड 126, अंक 16, 24 एप्रिल 24, 2025) मध्ये प्रकाशित, सामग्री खोलीच्या तपमानापेक्षा जास्त 530 के पर्यंतच्या क्युरी तापमान (टीसी) पर्यंत पोहोचते.

परिचित नसलेल्यांसाठी, क्युरी तापमान हे विशिष्ट तापमान आहे ज्यावर फेरोमॅग्नेटिक सामग्री (लोह किंवा विशिष्ट सेमीकंडक्टर सारख्या) कायमस्वरुपी चुंबकत्व गमावते आणि ते पॅरामाग्नेटिक बनते.

एफएमएस साहित्य विद्युत आणि चुंबकीय गुणधर्म एकत्र करण्यासाठी ओळखले जाते, जे ते स्पिनट्रॉनिक डिव्हाइससाठी आश्वासन देतात जे इलेक्ट्रॉनचे शुल्क आणि स्पिन दोन्ही वापरतात. त्यापैकी, फे-डोप्ड अरुंद-गॅप III-व्ही सेमीकंडक्टर (इन, फे) एसबी आणि (जीए, फे) एसबी उच्च टीसीच्या संभाव्यतेमुळे उभे राहिले आहेत. परंतु क्रिस्टल स्ट्रक्चरला नुकसान न करता लोह सारख्या मोठ्या प्रमाणात चुंबकीय घटक आणणे हे एक मोठे आव्हान आहे.

पूर्वीच्या प्रयत्नांमध्ये, (जीए, एमएन) सारख्या साहित्य कमी टीसी मूल्ये होती आणि खोलीच्या तपमानावर प्रभावीपणे वापरली जाऊ शकत नाही. मागील संशोधन 420 के च्या टीसीला धडक देण्यास व्यवस्थापित करते, तरीही ते स्थिर, वास्तविक-जगातील ऑपरेशनसाठी पुरेसे नव्हते.

या नवीन अभ्यासामध्ये, टोकियो टीमला समस्येभोवती एक मार्ग सापडला. त्यांनी जीएएएस (100) सब्सट्रेट्सवरील चरण-प्रवाह वाढीसाठी (जीए, फे) एसबीचे पातळ चित्रपट वाढविले जे किंचित कोन होते-सुमारे 10 ° ऑफ-अक्ष. या पद्धतीने त्यांना सामग्रीची रचना खराब न करता 24% एफई पर्यंत जोडू द्या.

या तंत्राबद्दल धन्यवाद, त्यांनी (ga₀.₇₆fe₀.₂₄) 470 के आणि 3030० के दरम्यान क्युरी तापमान असलेले एसबी चित्रपट तयार केले, जे आतापर्यंत एफएमएस संशोधनात नोंदवले गेले आहेत.

“पारंपारिक (जीए, एफई) एसबी नमुन्यांमध्ये, उच्च फे डोपिंग पातळीवर क्रिस्टलिटी राखणे ही एक सतत समस्या होती. व्हिकिनल सब्सट्रेट्सवर चरण-प्रवाह वाढीचे तंत्र लागू करून आम्ही या आव्हानाला यशस्वीरित्या संबोधित केले आणि एफएमएसमध्ये जगातील सर्वोच्च टीसी साध्य केले,” असे प्रा.

चुंबकीय वर्तनाची पुष्टी करण्यासाठी, कार्यसंघाने चुंबकीय परिपत्रक डायक्रोइझम स्पेक्ट्रोस्कोपी वापरली, जे स्पिन-ध्रुवीकरण केलेल्या इलेक्ट्रॉनिक राज्यांशी प्रकाश कसा संवाद साधतो हे तपासतो. त्यांनी अ‍ॅरॉट प्लॉट्सचा वापर करून मॅग्नेटायझेशन डेटाचे विश्लेषण केले, जेथे सामग्री चुंबकीय बनते असे तापमान निर्देशित करण्यासाठी वापरले जाते.

नमुन्यातील प्रत्येक फे अणूचा चुंबकीय क्षण सुमारे 4.5 μB मोजला गेला, जो झिंक ब्लेंडे स्ट्रक्चरमध्ये फे -आयनसाठी अपेक्षित 5 μb च्या जवळ आहे. हे नियमित लोखंडी धातू (α- फे) च्या चुंबकीय क्षणापेक्षा दुप्पट आहे.

त्यांनी दीर्घकालीन टिकाऊपणाची देखील चाचणी केली. 1.5 वर्षांसाठी खुल्या हवेमध्ये साठवलेल्या पातळ 9.8 एनएम चित्रपटाने अद्याप मजबूत चुंबकीय गुणधर्म दर्शविले, जरी टीसी किंचित खाली आला आहे 470 के.

“आमचे परिणाम उच्च-टीसी एफएमएस बनावट बनविण्याची व्यवहार्यता दर्शवितात जे खोलीच्या तपमान ऑपरेशन्सशी सुसंगत आहेत, जे स्पिनट्रॉनिक उपकरणांच्या प्राप्तीच्या दिशेने एक महत्त्वपूर्ण पाऊल आहे,” प्रो. है पुढे म्हणाले. हे कार्य दर्शविते की वाढीच्या पद्धती आणि भौतिक डिझाइनचे काळजीपूर्वक नियंत्रण कसे भविष्यातील स्पिन-आधारित इलेक्ट्रॉनिक्स किंवा स्पिनट्रॉनिक्ससाठी अधिक व्यावहारिक आणि शक्तिशाली सेमीकंडक्टर होऊ शकते.

जर आपण आश्चर्यचकित आहात की हे विशेष काय बनवते, स्पिनट्रोनिक्स थोडेसे स्टँडबाय गळती, कमी उर्जा वापर, आश्चर्यकारक सहनशक्ती, उत्कृष्ट वाचन-लेखन कामगिरी, हे सर्व नॉन-व्होलेटिल पॅकेजमध्ये वचन देतात आणि सध्याच्या सीएमओएस-आधारित इलेक्ट्रॉनिक सर्किट्समध्ये सहजपणे समाकलित होतात असे म्हटले जाते. स्पिन-आधारित मॅग्नेटोरेसिव्ह रॅम (एमआरएएम) एक सार्वत्रिक मेमरी उमेदवार देखील आहे.

स्रोत: इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स टोकियो, एआयपी प्रकाशन

हा लेख एआयच्या काही मदतीने तयार केला गेला आणि संपादकाने पुनरावलोकन केले. खाली कॉपीराइट कायदा 1976 चा कलम 107ही सामग्री बातम्यांच्या अहवालाच्या उद्देशाने वापरली जाते. वाजवी वापर हा कॉपीराइट कायद्याद्वारे परवानगी आहे जो अन्यथा उल्लंघन करणारा असू शकतो.