【資料圖】
隨機(jī)電報(bào)噪聲 (RTN) 是一種不需要的電子噪聲，長期以來一直是電子系統(tǒng)中的一大麻煩，會(huì)導(dǎo)致信號處理中的波動(dòng)和錯(cuò)誤。然而，韓國基礎(chǔ)科學(xué)研究所 (IBS) 綜合納米結(jié)構(gòu)物理中心的一組研究人員取得了一項(xiàng)有趣的突破，有可能利用半導(dǎo)體的這些波動(dòng)。由 LEE Young Hee 教授領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)報(bào)告稱，通過在二硒化鎢(V-WSe2)中引入釩作為微小磁性摻雜劑，可以在 vdW 層狀半導(dǎo)體中產(chǎn)生磁漲落及其巨大的 RTN 信號。
橫向器件中的高接觸電阻通常會(huì)限制固有量子態(tài)的表現(xiàn)，并進(jìn)一步降低器件的性能。為了克服這些限制，研究人員通過在頂部和底部石墨烯電極之間夾入幾層 V-WSe 2(一種磁性材料)來引入垂直磁隧道結(jié)器件。該器件能夠表現(xiàn)出磁漲落等固有量子態(tài)，并實(shí)現(xiàn)高振幅 RTN 信號，即使釩摻雜濃度僅為約 0.2%。
該研究的第一作者 Lan-Anh T. NGUYEN 博士表示：“成功的關(guān)鍵是通過構(gòu)建低接觸電阻的垂直磁隧道結(jié)器件來實(shí)現(xiàn)大的磁電阻波動(dòng)?！?/p>
通過使用這些設(shè)備進(jìn)行電阻測量實(shí)驗(yàn)，研究人員觀察到 RTN 在明確定義的兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)之間的振幅高達(dá) 80%。在雙穩(wěn)態(tài)下，通過磁域之間的層內(nèi)和層間耦合之間的競爭，電阻的磁波動(dòng)隨溫度變化而變化。他們能夠通過 RTN 直方圖中的離散高斯峰識別這種雙穩(wěn)態(tài)磁態(tài)，并在噪聲功率譜中具有獨(dú)特的特征。
最重要的是，研究人員發(fā)現(xiàn)只需改變電壓極性即可切換 RTN 的雙穩(wěn)態(tài)磁狀態(tài)和截止頻率。這一令人興奮的發(fā)現(xiàn)為 1/f 2噪聲光譜在磁性半導(dǎo)體中的應(yīng)用鋪平了道路，并在自旋電子學(xué)中提供了磁開關(guān)能力。
“這是從磁性半導(dǎo)體的大電阻波動(dòng)中觀察雙穩(wěn)態(tài)磁態(tài)的第一步，并通過自旋電子學(xué)中的簡單電壓極性提供具有 1/f 2噪聲的磁開關(guān)能力”，Lee 教授解釋道。
這項(xiàng)工作是通過與淑明女子大學(xué)的 JOO Min-Kyu 和哈佛大學(xué)的 KIM Philip 合作進(jìn)行跨學(xué)科研究完成的。
版權(quán)聲明：本文由用戶上傳，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除！關(guān)鍵詞：
