< Terug naar vorige pagina

Project

Nanoschaal magnetoakoestische golf apparaten voor ultralage vermogen spintronics

Onder de technologieën die kunnen leiden tot een paradigmaverschuiving ten opzichte van de huidige CMOS-technologie, biedt spintronics verschillende voordelen om gebieds- en vermogensreductie te bereiken. De mogelijkheid om multifrequente verwerking uit te voeren en de niet-vluchtigheid van de magnetische materialen zouden nieuwe functies kunnen bieden aan circuitontwerpers voor verschillende toepassingen. Een belangrijke beperking voor de realisatie van spintronische apparaten is echter het ontbreken van een schaalbare en efficiënte transducer tussen elektrische en magnetische domeinen. Huidige apparaatconcepten zijn vaak gebaseerd op de regeling van de magnetisatie door stromen, bijvoorbeeld via gegenereerde magnetische Ørsted-velden of meer recente effecten, zoals spin-overdrachtskoppel of spin-baankoppel. Dergelijke technieken zijn echter typisch niet erg energie-efficiënt en het zou zeer wenselijk zijn om in plaats daarvan de magnetisatie door elektrische velden te regelen. In de afgelopen jaren heeft magneto-elektriciteit een renaissance ondergaan als gevolg van technologische en theoretische vooruitgang. De belofte van magneto-elektriciteit is een grote verbetering van de energie-efficiëntie ten opzichte van huidige gebaseerde benaderingen. Als een voorbeeld is de energie die nodig is om een nanomagneet te schakelen door spin-overdrachtskoppel (~ 10 fJ) verschillende ordes van grootte groter dan de energie die nodig is om een magneto-elektrische condensator (~ 1 aJ) op te laden. Aldus is elektrische veldbesturing een activerende oplossing voor veel opkomende toepassingen van magnetisme, die tot nu toe niet concurrerend zijn geworden vanwege de grote vermogensdissipatie. De meest efficiënte magneto-elektrische systemen zijn gelaagde verbindingen die bestaan uit piëzo-elektrische en magnetostrictieve materialen. Tot dusverre hebben studies van dergelijke magneto-elektrische verbindingen zich gericht op grootschalige systemen (mm tot cm grootte) met zeer weinig rapporten over micrometerafmetingen. Bovendien is meestal alleen het laagfrequent gedrag van magneto-elektrische apparaten beoordeeld. Micro-elektronische toepassingen van magneto-elektriciteit vereisen echter apparaten met afmetingen in het nanometerbereik en werken op GHz-frequenties, d.w.z. op (sub-) nanoseconde tijdschalen. Het hoofddoel van het proefschrift zal dus de studie zijn van apparaten op nanoschaal, inclusief magneto-elektrische verbindingen en hun gedrag bij GHz-frequenties, in het bijzonder de magneto-elektrische excitatie van ferromagnetische resonantie of spingolven (magnonen)

Datum:19 jun 2019 →  Heden
Trefwoorden:Magnetoelectricity
Disciplines:Andere materiaaltechnologie niet elders geclassificeerd
Project type:PhD project