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随着半导体器件的缩小尺寸出现饱和迹象，微电子学的研究重点转向寻找基于新颖物理原理的新型计算范式。电子自旋是电子的另一个固有特性，它为目前在微电子学中使用的基于电子电荷的半导体器件提供了附加功能。自旋电流注入、自旋传播和弛豫以及栅极的自旋方向操控等几个基本问题已成功得到解决，从而使电子自旋能够用于数字应用。为了通过电方法产生和检测自旋极化电流，可以采用磁性金属触点。Boroš 等人 [1、2] 讨论的铁磁触点应足够小，以构成具有明确磁化方向的单个磁畴。小畴的磁矩在过去曾被成功利用，现在仍用于在磁性硬盘驱动器中存储信息。由此，二进制信息被编码到畴的磁化方向中。畴的磁化会产生可检测到的杂散磁场。交变磁矩会产生方向相反的磁场。读头可以检测到磁场并读取信息。Khunkitti 等人 [ 3 ] 的研究显示，高灵敏度磁头是实现超高磁密度磁数据存储技术的重要因素。为了写入信息，需要通过流入磁头的电流产生接近磁畴的磁场。正如 Khunkitti 等人 [ 4 ] 所指出的，记录密度主要取决于磁性介质的特性。如果没有外部磁场，磁畴的磁化将得以保留，不会随时间而改变。因此，在电子设备中添加磁畴可实现非易失性，即无需外部电源即可保持设备功能状态的能力。此外，可以通过在小磁畴中运行自旋极化电流来操纵其磁化方向。如果电流足够强，磁畴的磁化方向与自旋电流极化方向平行。通过电子电流对磁畴进行纯电操控，为开发一种具有更高可扩展性的概念上新型的非易失性存储器提供了令人兴奋的机会。冲击自旋极化电流可以由流经另一个铁磁体的电荷电流产生，该铁磁体与小磁畴之间由金属间隔物或隧道屏障隔开。由两个铁磁触点组成的夹层结构的电阻在很大程度上取决于触点在平行或反平行配置中的相对磁化方向。因此，编码到相对磁化中的二进制信息通过夹层的电阻显示出来。这种新兴的存储器被称为磁阻存储器。磁阻存储器结构简单。它们具有出色的耐用性和高运行速度。磁阻存储器与金属氧化物半导体场效应晶体管制造工艺兼容。它们为概念上新的低功耗数据计算范式开辟了前景
磁性和自旋器件特刊社论
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