Europium auf Tuchfühlung mit Silizium


Die heutige, auf Halbleitern basierte Mikroelektronik zieht ihre Funktionalität ausschließlich aus der elektrischen Ladung der Elektronen. Elektronen besitzen neben ihrer Ladung aber auch noch eine weitere, für die Informationsverarbeitung hochinteressante Eigenschaft, ihren Spin nämlich. Der Spin eines Elektrons gleicht der Magnetisierung einer Kompassnadel, die sich bezüglich eines Magnetfelds nur parallel oder antiparallel ausrichten kann.

Die Augsburger Physiker haben es geschafft, mit Europiumoxid (EuO) - einer Verbindung aus dem Metall Europium und Sauerstoff - ein Material direkt auf Silizium herzustellen. Wie die Physiker zeigen konnten, weisen dabei 90 Prozent der elektronischen Spins des Europiumoxids in eine Richtung, deutlich mehr als in Konkurrenzmaterialien wie Eisen oder Kobalt. EuO ist in vielen Eigenschaften Silizium außerordentlich ähnlich, so dass die Verbindung dieser beiden Materialien erstmals die Möglichkeit eröffnet, die polarisierten Elektronen effizient und direkt in das Silizium zu leiten, ohne dass sie dabei
ihre Ausrichtung zu verlieren.

Somit sind die Forscher der Integration der Spinelektronik mit der gewöhnlichen, auf Halbleitern basierenden Mikroelektronik jetzt einen großen Schritt näher gekommen. "Wir sehen jetzt die Möglichkeit, Silizium-basierte Bauelemente zu realisieren, die über ihre elektrische Ladung hinaus auch den elektronischen Spin zur Informationsspeicherung und -verarbeitung nutzen", so. Dr. Andreas Schmehl.

Das große Potential, das in EuO steckt, ist seit langem bekannt. Da EuO aber in Luft nicht stabil ist und zerfällt, konnte dieses Material bisher nicht in breitem Umfang genutzt werden. Durch die Entwicklung spezieller Schutzschichten und Bearbeitungsverfahren konnten die Forscher dieses Problem lösen.

COMPAMED.de; Quelle: Universität Augsburg