افزايش مقاومت مغناطيسي سلول‌هاي حافظه رايانه به‌کمک فولرين

[ganjineh]

محقق دانشگاه پيام نور تهران و پژوهشکده علوم نانو پژوهشگاه دانش‌هايبنيادي، طي پژوهشي توانست با بررسي نظري استفاده از فولرين C60 در ساختسلول‌هاي حافظه رايانه، يک پيوندگاه تونل‌زني با مقاومت مغناطيسي بالا،طراحي کند.

دکتر عليرضا صفّارزاده، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه توسعه فناورينانو گفت: «در چندلايه‌اي‌هاي مغناطيسي که از روي هم قرار دادن لايه‌هايفلزي فرومغناطيس و لايه‌هاي نيمه‌رسانا شکل مي‌گيرند، پديده‌اي که بهمقاومت مغناطيسي تونل‌زني(TMR) و يا به بيان ساده‌تر تغيير مقاومتچندلايه‌اي در اثر ميدان مغناطيسي اعمالي معروف است، شکل مي‌گيرد. درآزمايشات اخير با وارد نمودن نانولوله‌هاي کربني، پل‌هاي مولکولي و يا چندلايه‌اي‌هاي خودآرا، ترابرد با اسپين قطبيده، از طريق لايه‌هاي مولکوليساندويچ شده بين دو لايه فرومغناطيس نشان داده شد. دليل عمدۀ استفاده ازاين مواد در اتصالات مغناطيسي ناشي از اين واقعيت است که مواد آلي دارايبرهمکنش اسپين-مدار و برهمکنش فوق ريز نسبتاً ضعيفي بوده، به طوري که بااستفاده از اين مواد مي‌توان حافظه اسپيني را حتي تا چندين ثانيه حفظ کرد.چنين ويژگي باعث مي شود که اين مواد براي تزريق الکترون با اسپين قطبيده وکاربردهاي ترابرد الکترون در اسپينترونيک مولکولي بسيار ايده آل و مناسبباشند».

وي هدف از انجام اين پژوهش را «بررسي نظري امکان استفاده از تک مولکول C60در دستگاه‌هاي اسپينترونيک به‌ويژه ساخت سلول‌هاي حافظه رايانه‌ها» معرفيکرد و گفت: «در بين مولکول‌ها، فولرين C60 (به‌عنوان يک نيمه‌رساناي آلي)،انتخاب بسيار مناسبي جهت استفاده به‌عنوان پل مولکولي در پيوندگاه‌هايتونلي مغناطيسي است. دليل اين مطلب آن است که پايين‌ترين اربيتال مولکولياشغال نشده‌اش در مقايسه با ديگر مولکول‌هاي آلي در سطح انرژي پايين‌تريواقع شده است».

بر اين اساس، دکتر صفّارزاده در اين پژوهش از يک تک مولکول C60 ساندويچشده بين دو الکترود فرومغناطيس، به جاي لايه عايق معمول در دستگاهاستاندارد TMR، استفاده نموده تا امکان طراحي و ساخت يک دستگاهاسپينترونيک تک مولکولي را بررسي نمايد.

اين تحقيق که بر تقريب بستگي قوي تک نواري و فرمول‌بندي تابع گرين نظريهلانداور مبتني است، نشان مي‌دهد که با استفاده از تک مولکول C60 مي‌توانمقدار TMR بالايي بدست آورد.

نتايج اين پژوهش مي‌تواند در صنعت نانوالکترونيک براي ساخت سلول‌هاي حافظهمغناطيسي، حسگرهاي مغناطيسي و به طور کلي ادوات اسپنترونيکي که بر اساساثر TMR عمل مي‌کنند، مؤثر واقع شود.

جزئيات اين تحقيق، در مجله Journal of Applied Physics (جلد104، صفحات123715 -123715-5، سال 2008) منتشر شده است.