Skip to content
Spintronics In Email
Viết bởi Admin   
Thứ ba, 08 Tháng 12 2009 09:24
GIỚI THIỆU VỀ SPINTRONICS
 
Spintronics, một thuật ngữ mới xuất hiện từ đầu thế kỷ 21, được ghép từ hai thuật ngữ spin và electronics, là một hướng phát triển mới của lĩnh vực điện tử học (electronics) mà ở đây người ta quan tâm đến thuộc tính spin của điện tử bên cạnh điện tích của nó (khác với điện tử học truyền thống (electronics) chỉ sử dụng điện tích của điện tử). Thuật ngữ này có nguồn gốc từ những khám phá đầu tiên về hiệu ứng từ điện trở khổng lồ (giant magnetoresistance, GMR) của nhóm các nhà khoa học Đức (P. Grünberg) vào năm 1986, và Pháp (A. Fert) vào năm 1988. Vì sự phát hiện ra hiệu ứng GMR đã làm nền tảng thúc đẩy công nghệ lưu trữ thông tin phát triển hết sức mạnh mẽ trong suốt thời gian qua, từ thập niên cuối của thế kỷ 20 đến nay, mà hai nhà vật lý này đã được giải thưởng Nobel vật lý năm 2007.
 
Kể từ đó đã bắt đầu hình thành nên một thế hệ những linh kiện, dụng cụ và thiết bị điện tử mới mà ở đó spin là đối tượng được khai thác, sử dụng. Điển hình là các đầu đọc ổ đĩa cứng HDD mật độ cao và rất cao, bộ nhớ từ không tự xoá MRAM, các điốt spin phát quang, spin-transistor và cảm biến GMR. Ở các linh kiện điện tử thế hệ mới này, những tính chất, những tính năng được tạo nên do các hiệu ứng của spin (xuất hiện từ mức độ tự do spin điện tử) sẽ tạo cho các linh kiện, dụng cụ hay thiết bị mới đó có những tính năng, công dụng hoàn toàn mới, hoặc cải thiện, tăng cường những tính năng, công dụng đã có ở các linh kiện, dụng cụ hay thiết bị điện tử truyền thống. Đấy là các linh kiện, dụng cụ spintronics.
 
Spintronics còn là một trong những hướng phát triển mạnh trong tương lai, đặc biệt trong TK21, của lĩnh vực điện tử học nhằm tìm kiếm những khả năng công nghệ mới để khắc phục sự khủng hoảng của công nghệ vi điện tử (micro-electronics) hiện nay và dần đi đến thay thế. Bên cạnh đó với sự phát triển của khoa học và công nghệ nano trong thời gian gần đây cũng đang hình thành nên hướng công nghệ mới trong tương lai là điện tử học nano (nanoelectronics) mà ở đó dựa vào công nghệ chế tạo nano (nano-fabrication). Đây chính là xu hướng đang được thúc đẩy nhằm thay thế hoàn toàn cho công nghệ vi điện tử đang dựa trên công nghệ vi chế tạo (micro-fabrication) không còn phù hợp nữa (được biểu hiện bằng sự không còn tuân theo quy luật Moore thứ nhất). Vì thế một nhánh mới của điện tử học nano ở đó khai thác bậc tự do của spin điện tử, là nanospinics, cũng đã được đề cập đến trong mấy năm qua. Hơn thế nữa, xu hướng tiểu hình hoá và lượng tử hoá các linh kiện điện tử đang dẫn đến việc hình thành một lĩnh vực mới khác của electronics. Đó là điện tử học phân tử (molectronics) với các linh kiện, dụng cụ điện tử chỉ là một chùm, một nhóm các nguyên tử liên kết, hay những phân tử đơn. Ngay cả ở đây người ta cũng đã tìm nhiều cách để đưa spin điện tử vào nhằm tạo ra các linh kiện điện tử mới kiểu spin-molectronics. Với sự tham gia của thuộc tính spin điện tử ngày càng gia tăng vào trong các lĩnh vực có liên quan đến việc sử dụng điện tử, một hướng vật lý mới nhằm nghiên cứu sâu về mặt vật lý của spin cũng bắt đầu được quan tâm và phát triển. Đó là Vật lý spin (Spin physics).

Vì vậy, nhằm cung cấp những hiểu biết ban đầu về những lĩnh vực có liên quan đến spin như đã nêu ở trên, chúng tôi đưa ra một số bài viết có tính chất tổng quan, khảo luận được tổng kết, đúc rút từ những nghiên cứu của nhóm Spintronics ở ITIMS, và từ những bài giảng về lĩnh vực này của tôi trong suốt thời gian từ 2002 cho đến nay để các bạn sinh viên, học viên cao học, nghiên cứu sinh sử dụng làm tài liệu học tập, và các đồng nghiệp tham khảo. Riêng các bài giảng, vì vẫn đang trong quá trình được chỉnh sửa bổ xung hàng năm, nên sẽ còn có những thay đổi, và chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Rất mong các đồng nghiệp, các bạn sinh viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh đóng góp ý kiến, thảo luận để những bài viết, bài giảng sau được hoàn chỉnh hơn.

Xin trân trọng cảm ơn.
Hà nội, ngày 10/12/2009
 

Danh mục học liệu bài giảng của môn học Spintronics:

1 - Phần I: Mở đầu - Spintronics là gì?

2 - Phần II: Một số vấn đề cơ bản của Spintronics

3 - Phần III, IV: Những thách thức Spintronics trong tương lai và Một số hướng nghiên cứu Spinnics ở trong nước và ở viện ITIMS

4 - Giới thiệu về Spintronics ở ITIMS

Tài liệu đọc thêm:

1 -  Giới thiệu Spintronics thế hệ I

2 -  Tổng quan về màng mỏng Van Spin

3 -  Spintronics, một hướng điện tử mới, khai  thác spin của điện tử

4 - Hiệu ứng GMR trong các màng mỏng từ  - Phần A

 

PGS. TS. Nguyễn Anh Tuấn
Viện ITIMS, trường Đại học Bách khoa Hà nội

Lần cập nhật cuối ( Thứ hai, 22 Tháng 3 2010 18:00 )
 

Trường ĐHBKHN

MEMS Group

Thống kê truy cập

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterHôm nay1923
mod_vvisit_counterHôm qua3547
mod_vvisit_counterTuần này26227
mod_vvisit_counterTháng này26227
mod_vvisit_counterTất cả2431419
Hiện có 172 khách Trực tuyến

Tiếng Việt (Việt Nam)   English (United States)


Thời khóa biểu
Lịch làm việc học viên ITIMS

Lịch công tác ĐHBKHN
Lịch công tác ĐHBKHN


Hội cựu học viên

Thăm dò ý kiến

Theo bạn, Việt Nam cần đầu tư vào lĩnh vực nào dưới đây để tăng tốc độ phát triển?
 
Bảng quảng cáo