چھوٹے مقناطیسی ٹنل جنکشن میں کمرے کے درجہ حرارت پر بڑی سرنگ کی مقناطیسی مزاحمت ظاہر ہوتی ہے

میگنیٹک ٹنل جنکشنز (MTJs)، جو دو فیرو میگنیٹس پر مشتمل ہوتے ہیں جو ایک غیر مقناطیسی رکاوٹ والے مواد سے الگ ہوتے ہیں، بہت سی ٹیکنالوجیز میں پائے جاتے ہیں، جن میں کمپیوٹر ہارڈ ڈسک ڈرائیوز میں مقناطیسی بے ترتیب رسائی کی یادوں کے ساتھ ساتھ مقناطیسی سینسر، منطقی آلات اور الیکٹروڈ بھی شامل ہیں۔ اسپنٹرونک آلات میں۔ ان میں ایک بڑی خرابی ہے، حالانکہ، وہ یہ ہے کہ 20 nm سے کم ہونے پر وہ اچھی طرح سے کام نہیں کرتے ہیں۔ چین میں محققین نے اب سیمی کنڈکٹنگ ٹنگسٹن ڈسیلینائیڈ (WSe) پر مبنی وین ڈیر والز ایم ٹی جے تیار کرکے اس حد کو بڑھا دیا ہے۔₂) سپیسر کی تہہ 10 nm سے کم موٹی، دو فیرو میگنیٹک آئرن گیلیم ٹیلورائڈ کے درمیان سینڈویچ (Fe₃گا ٹی₂) الیکٹروڈ۔ نئی ڈیوائس میں 300 K پر ایک بڑی ٹنل میگنیٹورسسٹینس (TMR) بھی ہے، جو اسے میموری ایپلی کیشنز کے لیے موزوں بناتی ہے۔

"کمرے کے درجہ حرارت پر الٹراتھین MTJs میں اتنا بڑا TMR پہلے کبھی بھی آل ٹو ڈائمینشنل وین ڈیر والز (vdW) MTJs میں رپورٹ نہیں کیا گیا تھا،" کہتے ہیں۔ کائیو وانگ، جو ہدایت کرتا ہے۔ انسٹی ٹیوٹ آف سیمی کنڈکٹرز، چائنیز اکیڈمی آف سائنسز، بیجنگ میں ریاستی کلیدی لیبارٹری برائے سپر لیٹیسس اور مائیکرو اسٹرکچرز اور کے ساتھ بھی وابستہ ہے۔ چائنیز اکیڈمی آف سائنسز یونیورسٹی میں میٹریلز سائنس اور آپٹو الیکٹرانکس انجینئرنگ کا مرکز. "ہمارا کام آرٹ کی موجودہ حالت سے باہر اگلی نسل کی غیر مستحکم اسپنٹرونک یادوں کے لئے ایک حقیقت پسندانہ اور امید افزا راستہ کھولتا ہے۔"

کمرے کا درجہ حرارت فیرو میگنیٹزم

وانگ، جس کے ساتھ مل کر نئے ڈیوائس کی ترقی کی قیادت کی ہیکسن چانگ کی ہوازہونگ یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی میں میٹریل پروسیسنگ اور ڈائی اینڈ مولڈ ٹیکنالوجی کی ریاستی کلیدی لیبارٹری اور ووہان نیشنل ہائی میگنیٹک فیلڈ سینٹر، اس کے بڑے TMR کو دو خصوصیات سے منسوب کرتا ہے۔ پہلی Fe کی اندرونی خصوصیات ہیں۔₃گا ٹی₂، جو کمرے کے درجہ حرارت سے اوپر فیرو میگنیٹک ہے۔ "ہم نے کئی سالوں سے وین ڈیر والز فیرو میگنیٹ/سیمی کنڈکٹر جنکشن کی مقناطیسی مزاحمت کی چھان بین کی ہے جس میں فیرو میگنیٹ کا کیوری درجہ حرارت (وہ درجہ حرارت جس سے ایک مستقل مقناطیس اپنی مقناطیسیت کھو دیتا ہے) کمرے کے درجہ حرارت سے بہت نیچے ہے۔" نوٹ "ہم نے پایا کہ بڑی مقناطیسی مزاحمت اور موثر اسپن انجیکشن صرف فیرو میگنیٹ/سیمک کنڈکٹر جنکشن کے نان لائنر ٹرانسپورٹ رویے میں حاصل کیا جا سکتا ہے۔"

اس کے برعکس وانگ اور ساتھیوں نے پہلے تحقیق کی تھی، Fe₃گا ٹی₂ (جسے ٹیم نے نسبتاً حال ہی میں دریافت کیا ہے) کا کیوری کا درجہ حرارت 380 K سے زیادہ ہے۔ اس کی مقناطیسی اینیسوٹروپی بھی CoFeB کے مقابلے (یا اس سے بھی بہتر) ہے، ایک فیری میگنیٹ جو اسپنٹرونکس میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ (فیرو میگنیٹس کے برعکس، جہاں پڑوسی مقناطیسی لمحات ایک دوسرے کے متوازی ہوتے ہیں، فیری میگنیٹس میں لمحات متوازی مخالف ہوتے ہیں لیکن شدت میں غیر مساوی ہوتے ہیں، جس سے ایک بقایا اچانک مقناطیسیت حاصل ہوتی ہے۔) اہم بات یہ ہے کہ، Fe₃گا ٹی₂ اور CoFeB دونوں میں انتہائی پولرائزڈ فرمی سطحیں ہیں (مقبوضہ اور غیر قبضہ شدہ الیکٹران توانائی ریاستوں کے درمیان حد جو دھاتوں اور سیمی کنڈکٹرز کی بہت سی خصوصیات کی وضاحت کرتی ہے)، جس کا CoFeB کا مطلب یہ ہے کہ کمرے کے درجہ حرارت پر کام کرنے والے بڑے اسپن پولرائزڈ الیکٹران ذرائع اس سے بنائے جا سکتے ہیں۔ .

ایک بہتر اسپیسر اور ڈیوائس ڈیزائن

وانگ کا کہنا ہے کہ نئے ڈیوائس کی کامیابی کا دوسرا عنصر WSe کا اعلیٰ معیار ہے۔₂ رکاوٹ. "ہم نے دریافت کیا کہ Fe کا استعمال کرتے ہوئے₃گا ٹی₂ خود ہی کافی نہیں ہے اور یہ کہ ہم صرف ایک قسم کے تمام وی ڈی ڈبلیو سپن والوز میں ایک ایم او ایس کا استعمال کرتے ہوئے کمرے کے درجہ حرارت کی مقناطیسی مزاحمت (تقریباً 0.3 فیصد) حاصل کر سکتے ہیں۔₂ سپیسر، "وہ بتاتے ہیں. "ہم نے محسوس کیا کہ ہمیں ایک بہت بہتر اسپیسر اور ڈیوائس ڈیزائن کی ضرورت ہے جو انتہائی موثر الیکٹران ٹنلنگ کی اجازت دیتا ہے۔"

فیری میگنیٹس ریس ٹریک کی یادوں کو تیز کرتے ہیں۔

وانگ کا کہنا ہے کہ ٹیم کا کام اس بات کی تصدیق کرتا ہے کہ تمام vdW heterostructures میں کمرے کے درجہ حرارت پر بہت بڑے TMRs حاصل کیے جا سکتے ہیں، جسے وہ 2D spintronics ایپلی کیشنز کی جانب ایک اہم قدم کے طور پر بیان کرتے ہیں۔ "اس سے آگے، سیمی کنڈکٹرز میں انتہائی موثر اسپن انجیکشن ہمیں سیمی کنڈکٹر اسپن فزکس کی تحقیقات کرنے اور نئے تصوراتی سیمی کنڈکٹر اسپنٹرونک آلات تیار کرنے کی اجازت دے سکتا ہے،" وہ کہتے ہیں۔

ان کے نتائج سے حوصلہ افزائی کرتے ہوئے، محققین اب ٹی ایم آر کو مزید بڑھانے کی کوشش میں اسپیسر پرت کی موٹائی کو ایڈجسٹ کرنے میں مصروف ہیں۔ ایک امید افزا راستہ جس کی وہ تلاش کر رہے ہیں وہ ہے وسیع بینڈ گیپ سیمی کنڈکٹر گیلیم آرسنائیڈ (GaSe) یا انسولیٹر ہیکساگونل بوران نائٹرائڈ (hBN) کو بطور اسپیسر مواد استعمال کرنا۔

انہوں نے اپنے موجودہ مطالعے کی تفصیل اس میں دی ہے۔ چینی طبیعیات کے خطوط.

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو بلاک چین۔ Web3 Metaverse Intelligence. علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/large-tunnel-magnetoresistance-appears-at-room-temperature-in-a-miniaturized-magnetic-tunnel-junction/