Výzkum feromagnetických polovodičů jako je (Ga,Mn)As vedl za poslední dvě desetiletí k výraznému prohloubení znalostí relativistických spinově závislých jevů v pevných látkách. Zároveň vedl k objevům nových efektů a nových principů fungování experimentálních mikro-elektronických a opto-elektronických součástek. Vědci z Fyzikálního ústavu ve spolupráci s kolegy z Karlovy Univerzity a z Velké Británie zveřejnili široké shrnutí tohoto živého oboru fyziky pevných látek v časopise Reviews of Modern Physics (DOI: 10.1103/RevModPhys.86.855).
Feromagnetické polovodiče představují atraktivní třídu materiálů, které v sobě umožňují integrovat principy fungování mikro-elektronických a opto-elektronických součástek založené na náboji a spinu elektronů. Polovodičové křemíkové mikroprocesory jsou typickým příkladem široké škály součástek založených na náboji. Využívají možnost nabízenou polovodiči, kterou je snadné elektrické ovládání a detekce jejich nábojového stavu reprezentujícího nuly nebo jedničky. Součástky založené na spinu pracují na zcela jiném principu. V některých materiálech, např. v železe, se spiny elektronů spontánně orientují jedním směrem, což následně vytváří magnetizmus takového materiálu. Poloha severního a jižního pólu magnetu může též sloužit pro ukládání nul a jedniček. Tato technologie umožnila celou řadou aplikací v oblasti pamětí včetně počítačových pevných disků. Feromagnetické polovodiče se dokáží chovat zároveň jako polovodivý křemík i jako magnetické železo a nabízejí tak jedinečnou možnost, jak zkoumat mikroelektronické funkce založené na náboji a spinu v jednom materiálu.
Obrázek ukazuje experimentální tranzistor s hradlem zhotoveným z feromagnetického polovodiče (Ga,Mn)As, který umožňuje v jedné součástce otevírání a zavírání tranzistorového kanálu pomocí náboje nebo spinu.
Mezinárodní renomé českých vědců v oblasti výzkumu feromagnetických polovodičů, které dokládá i pozvánka k sepsání souhrnné práce pro časopis Reviews of Modern Physics, je výsledkem desetiletí materiálového výzkumu a přípravy nano-součástek, magnetických elektrických a optických měření a komplexního teoretického modelování.
Detailní informace podá Tomáš Jungwirth z Fyzikálního ústavu AV ČR v. v. i., Cukrovarnická 10, 162 53 Praha 6,
e-mail: jungw
fzu [dot] cz
Copyright © 2008-2014, Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i.
