Přidat EnviWeb k oblíbeným odkazům
RSS kanályMobilní verze EnviWeb.cz

Významný objev ve spintronickém fotovoltaickém čipu, na kterém se podíleli vědci z Akademie věd

29.10.2009  |  187× přečteno      vytisknout článek

Vědci z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR, v. v. i. spolu se svými zahraničními kolegy představili realizaci nového spinového fotovoltaického článku, který přímo konvertuje kruhově polarizované světlo na elektrický signál v polovodičovém čipu.

Objev otevírá možnosti pro integraci optoelektronických a spintronických součástek a představuje nový efektivní způsob detekce spinů unášených elektrickými proudy v konvenčních nemagnetických polovodičích. Kromě vědců z Akademie věd  se na práci podíleli fyzici z laboratoře firmy Hitachi a University v Cambridge a Nottinghamu ve Velké Británii, z Texas A&M University ve Spojených státech a Physikalisch-Technische Bundesanstalt v Německu.
                 
Spin elektronu představuje základní mikroskopický element pro vznik magnetických materiálů, bez kterých si dnes neumíme představit elektronické součástky pro ukládání a čtení digitální informace, tzv. spintroniku. Nemagnetické polovodiče na druhé straně hrají klíčovou roli v oblastech mikroprocesorového zpracování informace a optoelektroniky, ve kterých spin elektronu nehraje významnou roli.
            
Výše zmíněný objev spojuje světy spintroniky, polovodičové mikroelektroniky a optoelektroniky v jednom čipu. Teoretický a experimentální vývoj součástky byl inspirován dříve pozorovaným efektem, ve kterém elektrony nesoucí proud v magnetickém vodiči natáčejí své spiny podél směru magnetizace a díky anomálnímu Hallovu jevu je možné tyto spiny měřit prostřednictvím příčného elektrického napětí.  Toto vedlo tým k myšlence, že injekce spinově polarizovaných proudů do normálního nemagnetického polovodiče by měla generovat obdobné příčné napětí pokud je chování elektronových spinů  koherentní. Vědci tento jev experimentálně prokázali a nazvali "spin-injection Hall effect".
         
K měření jevu byla použita speciálně zkonstruovaná planarní fotodioda. Při nasvícení p-n přechodu vznikají opticky vybuzené elektrony a díry, které jsou urychlovány opačným směrem, podobně jako u konvenčního fotovoltaického článku. Při použití kruhově polarizovaného světla se díky zákonu zachovaní úhlového momentu budí spinově polarizované elektrony. Hallovské elektrické signály podél polovodičového mikrokanálu v n-typové části planární diody pak slouží k měření lokální spinové orientace proudících opticky vybuzených elektronů.
             
Pozorovaná příčná elektrická napětí jsou dostatečně silná pro praktické účely i za pokojové teploty a jsou lineárně závislá na stupni kruhové polarizace budícího světelného paprsku. Součástka tak představuje realizaci polovodičového nemagnetického polarimetru, který přímo konvertuje polarizaci světla na elektrický signál. Tento nový mikročip a jev, na kterém je založen, mohou najít široké uplatnění ve spintronickém výzkumu a aplikacích. Představují efektivní nástroj na detekci spinů v nemagnetických polovodičích, který nenarušuje měřené spinově polarizované proudy a obejde se bez použití magnetických prvků.  
              
Objev byl prezentován 2. srpna 2009 na internetovém portálu Advanced Online Publication prestižního vědeckého časopisu Nature Physics pod číslem DOI: 10.1038/NPHYS1359 v původním článku nazvaném "Spin-injection Hall effect in a planar photovoltaic cell", jehož autory jsou J. Wunderlich, A. C. Irvine, J. Sinova, B. G. Park, L. P. Zarbo, X. L. Xu, B. Kaestner, V. Novák, and T. Jungwirth.
               
Význam objevu bude rovněž podrobně diskutován v rubrice News&Views v zářijovém tištěném vydání Nature Physics. I. Žutić, autor článku pro News&Views, mimo jiné uvádí: "Konvenční fotovoltaický jev dostal nečekaný impuls díky spinu, čímž byly otevřeny nové možnosti pro detekci a využití spinově závislých jevů v polovodičích. Wunderlich se svými kolegy ukázal, že i v nemagnetických polovodičích je možné zkrotit a účelně využít spiny elektronů."
           
         
Kontakt:
       
Tomáš Jungwirth, Fyzikální ústav AVČR, v. v. i.,
Cukrovarnická 10, 162 53 Praha 6,
tel.: 220 318 457, e-mail: jungw@fzu.cz,


Související články


Poslední diskuse k článku - 0 příspěvků celkem

přidej nový příspěvek

Zatím žádný příspěvek
můžete na tento článek reagovat jako první...


EnviWeb s.r.o. neručí a nenese zodpovědnost za obsah diskusních příspěvků, diskuse nemoderuje ani nerediguje. Diskusní příspěvky vyjadřují názor jejich autorů. EnviWeb s.r.o. si vyhrazuje právo odstraňovat diskusní příspěvky, a to zejména takové, které odporují dobrým mravům, porušují platné zákony ČR, poškozují dobré jméno serveru nebo obsahují neplacenou reklamu. Diskuse NEJSOU určeny pro dotazy na autory článků nebo redaktory EnviWebu.



Search
Partneři
RENARDS dotační, s.r.o.
ZmapujTo.cz
Fandíme EnviWebu
Výrobky a služby pro životní prostředí
Výrobky a služby pro životní prostředí
Partnerské časopisy
<< Předchozí Následující >>



Doporučujeme: Ekologove.cz - ekologie v každodenní praxi, EnviMarket.cz - nabídka výrobků a služeb, ZmapujTo.cz - hlášení podnětů od občanů, Nazeleno.cz - úspory energie, Inspirace v bydlení, Cena elektřiny, Dřevěné brikety, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo


Enviweb s.r.o. využívá zpravodajství ČTK, jehož obsah je chráněn autorským zákonem.
Přepis, šíření či další zpřístupňování tohoto obsahu či jeho části veřejnosti,a to jakýmkoliv způsobem, je bez předchozího souhlasu ČTK výslovně zakázáno.
Copyright (2008) The Associated Press (AP) - všechna práva vyhrazena. Materiály agentury AP nesmí být dále publikovány, vysílány, přepisovány nebo redistribuovány.
Toplist