Наука и технологии 3 августа 2022

Физики МГУ с коллегами нашли способ управлять одиночным спином

Сотрудники физического факультета МГУ и Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе РАН предложили оригинальный дизайн полупроводниковой наноструктуры, который позволяет полностью ориентировать одиночный спин электрическим током. Это поможет разработать компоненты квантовых устройств
Физики МГУ с коллегами нашли способ управлять одиночным спином
Оригинальный дизайн полупроводниковой наноструктуры, который позволяет полностью ориентировать одиночный спин электрическим током
pubs.rsc.org

Локализованные спины в полупроводниках являются перспективной платформой для масштабируемых квантовых вычислений, которые обещают произвести революцию в мире информатики. Скорейшая их реализация — стратегически важная задача, и на ее решение нацелены усилия множества научных групп по всему миру. Экспериментальные успехи полупроводниковой спиновой физики привлекают внимание и ставят важные вопросы для фундаментальных исследований. Один из них был недавно решен в совместной работе теоретиков из Москвы и Санкт-Петербурга.

magnifier.png Сотрудникам физического факультета МГУ и ФТИ им. А. Ф. Иоффе в данной работе удалось совершить фундаментальный прорыв и предложить способ полностью поляризовать локализованные спины в полупроводниках

История сделанного открытия восходит к 70-м годам прошлого века, когда пионеры полупроводниковой спинтроники теоретически предсказали и экспериментально обнаружили удивительный эффект: пропускание электрического тока через некоторые «гиротропные» полупроводники приводит к ориентации спинов носителей заряда. Поначалу этот эффект не привлек к себе широкого внимания, но со временем оказалось, что именно он дает ключ к управлению спинами электронов, которые теоретически могут иметь огромное практическое значение.

Вместе с тем исследования эффекта ориентации током спинов электронов, а также создание новых низкоразмерных полупроводниковых систем показали, что во всех случаях спиновая поляризация не превышает всего лишь нескольких процентов. Это связано со слабостью спин-орбитального взаимодействия для электронов, так называемых членов Рашбы и Дрессельхауза, которые ответственны за конверсию тока в спин.

Сотрудникам физического факультета МГУ и ФТИ им. А. Ф. Иоффе в данной работе удалось совершить фундаментальный прорыв и предложить способ полностью поляризовать локализованные спины в полупроводниках. 


МАНЦЕВИЧ.jpg
Профессор кафедры физики полупроводников и криоэлектроники физического факультета МГУ Владимир Манцевич
semiconductors.phys.msu.ru

«Для этого необходимо создать структуру на основе двумерного дырочного газа, состоящую из квантового провода с тяжелыми дырками и квантовой точки с легкими дырками», — рассказал Владимир Манцевич, профессор кафедры физики полупроводников и криоэлектроники физического факультета МГУ.

Ученые отмечают, что предложенный ими оригинальный дизайн наноструктур может реализовываться на основе разных полупроводников, например кремния, германия или арсенида галлия. 

Статья по результатам исследования опубликована в престижном международном журнале Nanoscale Horizons.

По материалам пресс-службы МГУ
Еще по теме:
08.08.2022
В ходе масштабного исследования популяционного иммунитета к COVID-19 ученые установили, что подавляющее большинство дете...
28.07.2022
Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета и Санкт-Петербургского политехнического университета Петра ...
27.07.2022
На прошедших выходных Китайское агентство по пилотируемой космонавтике (China Manned Space Agency, CMSA) осущест...
26.07.2022
Ледовые опытовые бассейны Арктического и антарктического НИИ Росгидромета закрываются на реконструкцию, результатов кото...
Наверх