Powstaje polskie centrum badań nad elektroniką spinową
fot. B. Cicha
W ramach projektu SPINLAB, laboratoria sześciu polskich placówek badawczych zostaną wyposażone w nowoczesne urządzenia i stanowiska niezbędne w badaniach dotyczących elektroniki spinowej. Ta nowa dziedzina, zwana również spintroniką została już wykorzystywana w informatyce do odczytu informacji z magnetycznych twardych dysków, a wiele nowych zastosowań jest jeszcze opracowywanych.
Celem projektu "Krajowe Centrum Nanostruktur Magnetycznych do Zastosowań w Elektronice Spinowej - SPINLAB" jest utworzenie nowych i modernizacja istniejących laboratoriów badawczych służących do badań nad spintroniką, a zlokalizowanych w różnych regionach kraju. By zrealizować ten cel, trzeba kupić nowoczesną aparaturę technologiczną i pomiarową.
W projekcie SPINLAB uczestniczą trzy placówki PAN: Instytut Fizyki Molekularnej w Poznaniu, Instytut Fizyki w Warszawie oraz Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni w Krakowie, a także trzy ośrodki uniwersyteckie: Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki AGH oraz Wydział Fizyki Uniwersytetu Adama Mickiewicza w Poznaniu i Wydział Fizyki Uniwersytetu w Białymstoku.
Projekt ma się zakończyć w 2011 roku. Na jego realizację przeznaczono ponad 36 mln zł z programu Innowacyjna Gospodarka.
Czym jest spintronika?
"W konwencjonalnej elektronice ładunek elektronu jest parametrem pozwalającym w sposób kontrolowany sterować jego ruchem. W spintronice wykorzystujemy dodatkowo drugą cechę elektronu, a mianowicie jego spin, który w określonych warunkach również decyduje o transporcie elektronowym" - wyjaśnia prof. Stobiecki. Spin elektronu to jego własny moment pędu, dający spinowy moment magnetyczny, który w klasycznym rozumieniu jest wiązany z ruchem obrotowym wokół własnej osi. Z definicji tej wynika, że możliwe są dwie orientacje spinowe określane jako "spin w górę" i "spin w dół".
"Metale ferromagnetyczne - m.in. żelazo, kobalt, nikiel oraz ich stopy - wykazują asymetrię w rozkładzie elektronów ze +spinem w górę+ i ze +spinem w dół+, a to oznacza, że prąd płynący przez taki przewodnik jest spinowo spolaryzowany. Wykazano, że istnieje szereg zjawisk związanych z kontrolą i manipulacją prądem spinowym" - tłumaczy naukowiec.
Dodaje, że najbardziej znane zjawiska spintroniczne to efekt gigantycznego magnetooporu (GMR), za którego odkrycie (1988 rok) Peter Grnberg i Albert Fert dostali w 2007 roku Nagrodę Nobla oraz efekt tunelowego magnetooporu (TMR). Jak opisuje specjalista, oba zjawiska dotyczą zmian oporności elektrycznej struktury złożonej z ferromagnetycznych warstw i niemagnetycznych przekładek, przewodzących i nieprzewodzących odpowiednio dla efektu GMR i TMR.
Zdaniem prof. Stobieckiego, olbrzymie zainteresowanie elektroniką spinową związane jest z tym, że niemal wszystkie zjawiska spintroniczne - np. efekty magnetooporowe, blokada kulombowska, akumulacja ładunku i spinowa, indukowane prądem przełączanie magnetyczne - znajdują praktyczne zastosowanie w technologiach informatycznych, konstrukcjach sensorów i przyrządów funkcjonalnych.
Jako przykład zastosowania efektu TMR w informatyce naukowiec wymienia głowice odczytu, których zastosowanie w twardych dyskach pozwoliło uzyskać znaczący wzrost gęstości zapisu informacji oraz magnetyczne pamięci RAM. "Ten nowy rodzaj pamięci charakteryzuje się dużymi szybkościami działania, małym poborem energii elektrycznej oraz możliwością długiego przechowywania informacji po wyłączeniu zasilania" - zauważa.
"Mówiąc o spintronice należy uwzględnić to, że wszystkie zjawiska, o których wspomniałem wcześniej zachodzą w układach warstwowych i nanostrukturach, których rozmiary są rzędu nanometrów" - tłumaczy koordynator projektu SPINLAB.
"Dlatego niezbędne jest wytwarzanie struktur magnetycznych z precyzją w skali atomowej. Złożoność takich struktur i procesów ich wytwarzania wymaga prowadzenia kompleksowych programów badawczych, których celem jest lepsze poznanie zjawisk odpowiedzialnych za określone właściwości magnetyczne w strukturach nanoskopowych" - podkreśla naukowiec.
Według niego, taka złożoność badań jest jedynie możliwa poprzez współpracę wielu ośrodków badawczych, koordynację ich programów oraz korzystanie ze wspólnej bazy aparaturowej, która spełniać będzie wymagania współczesnej nanotechnologii i inżynierii materiałowej.
"Stworzenie takiej bazy jest celem projektu SPINLAB, który jest projektem inwestycyjnym. Przyznane fundusze nie są przeznaczone na badania, ale na zakup sprzętu. Programy badawcze prowadzone są przez sześć placówek naukowych w ramach Krajowej Sieci Naukowej ARTMAG" - zaznacza fizyk.
Administratorem danych osobowych jest Media Pakiet Sp. z o.o. z siedzibą w Białymstoku, adres: 15-617 Białystok ul. Nowosielska 50, @: biuro@elektroonline.pl. W Polityce Prywatności Administrator informuje o celu, okresie i podstawach prawnych przetwarzania danych osobowych, a także o prawach jakie przysługują osobom, których przetwarzane dane osobowe dotyczą, podmiotom którym Administrator może powierzyć do przetwarzania dane osobowe, oraz o zasadach zautomatyzowanego przetwarzania danych osobowych.
