/ Flickr / ポールハドソン / cc
一部の半導体には、物理学者が谷と呼ぶ伝導電子の許容エネルギーの最小値がいくつかあります。 このような谷の存在により、その谷に電子を配置することで情報をエンコードできます。 別に、2つの谷は1ビットの情報に対応します。
しかし、電子のスピンが異なる値をとることができる2つの谷は、4つの値をエンコードする2ビット構造です。 Volitronikaは、速度の向上、高ノイズ耐性、低消費電力を約束しています（volitronicsの詳細については、 こちら 、 こちら 、 こちらをご覧ください ）。 ただし、実際にそのようなデバイスを作成することは、電子を谷に配置したときに電子を制御することが困難なために妨げられます。
問題は、そのような半導体のエネルギーレベルが同じであることです。 ゼーマン効果により強い外部磁場を使用してレベルを分離する方法がありますが、形成された違いを区別することは非常に困難です。 しかし、ハオゼン教授が率いるニューヨーク大学バッファローの科学者チームは、2次元半導体の谷間でエネルギーレベルを分離する新しい方法を開発しました 。
エネルギーレベルの差を大きくするために、科学者はレベルを分離する新しい方法を開発しました。 彼らは、強磁性硫化ユーロピウム（EuS）の10ナノメートルの基板とタングステンジスレニド（WSe2）の単層でヘテロ構造を作成しました。 基板は一定の磁場を生成するため、二セレン化タングステンのエネルギーレベルは分離されます。 基板の磁化を変えることにより、WSe2のエネルギーレベルと電子スピンの分極を制御できます。
強磁性基板上のタングステンジスレニドの単層の模式図
科学者は、材料からの光の反射を使用してエネルギーレベルを測定しました。 エネルギーレベルの違いは、反射された光子のエネルギーを変更することによって測定されました。 科学者は 、この新しい方法により、以前のソリューションと比較して、エネルギーレベルの差を10倍増加させることができたと述べました。 さらに、磁化後、谷のエネルギーの差は同じレベルのままであるため、科学者は将来、この開発を使用して不揮発性メモリを作成することを示唆しています。
実験自体は7 Kの温度で行われたため、この技術の商用実装についてはまだ話し合う必要はありません。 ただし、これは最初のステップです。 科学者が楽観的である理由があります。 集積回路内のトランジスタの数は2年ごとに2倍になるというムーアの法則は、根本的な限界に達しました。
「私たちの仕事は、この障害を克服するために、ボリトロニクスを一歩前進させます」 と Zheng氏は結論付けています。
PSブログからさらにいくつかの資料：