Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Resonant tunnelling diode with magnetised electrodes

Szczepański Tomasz, Kudła Sylwia

Physics for Economy

|

2019

|

Vol. 3, No. 1

41-51

EN

We analyse some basic properties of charge and spin transport in a semiconductor structure with an insulating barrier. In this system two semiconducting layers are separated by the insulator, creating a structure which is called a tunnel junction. The particles may pass through this junction according to the quantum tunnelling effect. By using two tunnel junctions with energy barriers made of insulating material, one can construct a quantum potential well . Inside the well the energy levels are quantised, which means that only discrete or quasi-discrete values of energy are allowed. Moreover, the probability of charge tunnelling through the system, which contains the potential well, depends on whether the energy of the incoming particles is in coincidence with the so-called resonant energy level. Such systems form the base of structures called resonant tunnelling diodes.

PL

Przedstawiono podstawowe własności transportu ładunku i spinu poprzez wielowarstwowe struktury półprzewodnikowe, zawierające warstwy izolatorów. Układ półprzewodników przedzielonych warstwą izolatora stanowi rodzaj złącza tunelowego, poprzez które cząstki przedostają się wykorzystując zjawisko tunelowania kwantowego. Za pomocą dwóch złącz tunelowych zawierających bariery energetyczne w postaci materiału izolatora, konstruujemy kwantową studnię potencjału. W jej obszarze poziomy energetyczne ulegają skwantowaniu, przyjmując wyłącznie wartości dyskretne lub quasi-dyskretne. Ponadto prawdopodobieństwo tunelowania ładunków przez układ zawierający studnię potencjału zależy od tego czy energia padających cząstek znajduje się w koincydencji z dozwolonym w jamie tzw. rezonansowym poziomem energetycznym. Tego typu systemy stanowią podstawę funkcjonowania tzw. rezonansowych diod tunelowych. Przeanalizowano zależności od różnych parametrów układu, takich jak energia poziomu rezonansowego, szerokość barier potencjału, oraz wpływ pola magnetycznego na elektryczne oraz spinowe własności transportowanych cząstek. Badania te mają kluczowe znaczenie w projektowaniu urządzeń na potrzeby spintroniki. Wykorzystują one polaryzację spinową prądu, akumulację spinu w studniach potencjału, manipulowanie spinem w układach elektronicznych przy wykorzystaniu pola magnetycznego oraz indukowanie magnetyzacji w obszarze studni kwantowej zawierającej rozszczepione spinowo poziomy rezonansowe.

2

Conception of Magnetic Memory Switched by Time Dependant Current Density and Current Electron Spin Polarization

Steblinski Paul, Blachowicz Tomasz

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2019

|

Vol. 65, No. 2

309--312

EN

In this article the magnetic memory model with nano-meter size made from iron cells was proposed. For a purpose of determining the model specifications, the magnetic probes group with different geometrical parameters were examined using numeric simulations for the two different time duration of transitions among quasi-stable magnetic distributions found in the system, derived from the energy minimums. The geometrical parameters range was found, for which the 16 quasi–stable energetic states exist for the each probe. Having considered these results the 4 bits magnetic cells systems can be designed whose state is changed by spin-polarized current. Time dependent current densities and the current electron spin polarization directions were determined for all cases of transitions among quasi-stable states, for discovered set of 4 bits cells with different geometrical parameters. The 16-states cells, with the least geometrical area, achieved the 300 times bigger writing density in comparison to actual semiconductor solutions with the largest writing densities. The transitions among quasi-stable states of cells were examined for the time durations 10⁵ times shorter than that for up to date solutions.

3

Wielostanowa komórka pamięci magnetycznej - analiza czasowa szybkości zapisu oraz gęstości upakowania komórek

Stebliński P., Błachowicz T.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektroniki i Informatyki Politechniki Koszalińskiej

|

2017

|

Nr 11

41--48

PL

Przebadano model wielostanowej komórki pamięci magnetycznej. Przeprowadzono analizę ilości stanów stabilnych, wyznaczono natężenie sygnału przełączającego (pole Zeemana) pomiędzy stanami w zależności od czasu przełączania oraz wyznaczono gęstość zapisu. 3-bitowa (o 8 niezależnych stanach stabilnych) komórka pamięci magnetycznej posiadała około 100 razy większą gęstość zapisu niż aktualnie spotykane pamięci SSD o najwyższej gęstości. Badane czasy przełączania były od 1000 do 100 tys. razy mniejsze niż we współczesnych półprzewodnikowych odpowiednikach. Ważną zaletą wyznaczonego nieukierunkowanego pola przełączającego była jego jednorodność w przestrzeni oraz jedynie zmiana w czasie.

EN

The model of multi-level magnetic cell memory was examined. The analysis of stable states, a switching signal (Zeeman field) intensity and direction in dependence of switching time along with writing density were performed. The 3-bit (8 independent stable states) magnetic cell memory achieved potential writing density of about 100-times higher then actual SSD memories having actually highest writing density. The examined switching times were from 1000 to 100000 times shorter then up to date semiconductor solutions. Importantly, the advantage of discovered switching field intensity was homogeneous in space and changed in time.

4

Elektryczne przewodnictwo grafenu

Trzaska Z.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 11

15-21

PL

Materiałem o niezwykłych właściwościach nie tylko fizyko-chemicznych, ale przede wszystkim użytkowych jest grafem, w postaci folii, o grubości jednego atomu, utworzonej z atomów węgla umieszczonych płasko w węzłach siatki o strukturze podobnej do plastra miodu. Grafen jawi się jako niezwykle obiecujący materiał, który znajdzie zastosowanie zarówno w sieciach internetowych, telefonii komórkowej, smartfonach, jak też w komputerach. Może być również wykorzystany do budowy efektywnych rezonatorów mechanicznych. Zasadnicza uwaga w artykule skupiona jest na linii transmisyjnej RLC jako modelu jednowarstwowego grafenu w postaci taśmy o długości C i szerokości W, działającego między źródłem Z a odbiornikiem O. W badaniach wpływu wymiarów taśmy grafenu na odpowiedź wykorzystane zostały eksperymenty numeryczne i obliczenia komputerowe z zastosowaniem pakietu programów Matlab. Wyznaczone zostały przebiegi napięcia na odbiorniku wymuszone skokiem jednostkowym napięcia zasilającego dla szerokości taśmy W1 = 10 nm oraz W2 = 20 nm i W3 = 30 nm. W symulacjach komputerowych wyznaczone zostały zmiany amplitudy odpowiedzi układu przy zmianie częstotliwości napięcia zasilającego dla trzech szerokości taśmy grafenu i podano ich odwzorowanie za pomocą wykresów Nyquista. Zarówno analiza w dziedzinie czasu, jak i symulacje w dziedzinie częstotliwości wskazują na fakt, że im szersza jest taśma grafenu przy stałej jej długości, tym stabilniejszy jest układ.

EN

The material with unusual properties not only the physico-chemical ones, but also proved to be useful in practise is graphene, which is a flat layout of the film, one atom thick, formed from carbon atoms arranged in a flat grid nodes of the structure of a honeycomb. Graphene is seen as a very promising material that can be applied both in computer networks, mobile phones, smartphones, as well as in medical robots. It can also be used to build effective mechanical resonator. The main attention in the article is focused on the transmission line RLC as a model of single-layer graphene in the form of a strip of length [ and width W, acting between the source Z and the receiver O. Investigation of the size effect of the graphene strip on the system response are carried out by numerical experiments and computer calculations with use the Matlab software package. Designated waveforms on the receiver were forced to unit jump of the supplied voltage for the tape width W1 = 10 nm, W2 = 20 nm and W3 = 30 nm. Computer simulations were carried out in the frequency domain in the form of extortion assuming sinusoidal voltage with unit amplitude and variable frequency over a wide range and results are given by the Nyquist plots. The analyses of the time-domain and frequency-domain simulations indicate that the broader the band graphene at constant along its length, the more stable the system is.

5

Innowacyjne technologie wielofunkcyjnych materiałów i struktur dla nanoelektroniki, fotoniki, spintroniki i technik sensorowych : Panorama Projektu PO IG 01.03.01-00-159/08 InTechFun

Piotrowska A., Kamińska E.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 9

19-24

PL

Nakreślono tło ustanowienia projektu i zasadność podjęcia prowadzonych prac. Przedstawiono cele projektu i zakres działalności badawczo-rozwojowej. Omówiono strategię badawczą przyjętą dla realizacji zasadniczego celu naukowego projektu jakim jest opracowanie nowych rozwiązań technologicznych i projektowych, a w oparciu o nie realizacja nowych przyrządów półprzewodnikowych wykorzystujących półprzewodniki szerokoprzerwowe - ZnO i półprzewodniki pokrewne, GaN i materiały pokrewne oraz SiC. Przedstawiono kryteria oceny postępu prac i specyfikację wyników końcowych, zwracając uwagę na to iż końcowym wynikiem projektu ma być nie tylko demonstracja nowych struktur materiałowych i przyrządów półprzewodnikowych lecz także realizacja interdyscyplinarnej platformy B+R umożliwiającej prowadzenie prac badawczo-rozwojowych zarówno w czasie trwania projektu jak i w skali długoczasowej, minimum przez 5 lat po zakończeniu projektu.

EN

Background information on the project and a motivation behind have been outlined, project goals and scope have been presented. Research strategy has been discussed which aims at developing innovative technological processes and designs, and basing on these, novel semiconductor devices making use of wide bandgap semiconductors - ZnO. III-nitrides, and SiC. Criteria to evaluate the project progress and specification of project outcomes were given indicating that the final result of the project will rely not only on the demonstration of novel devices and products but also on establishing an interdisciplinary R&D platform capable to perform creative work, both within the project duration and in long-term timescale, minimum 5 years after the end of the project.

6

Spintronika i jej zastosowania pomiarowe w konstrukcji czujników

Tumański S.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2009

|

R. 85, nr 2

93-98

PL

W artykule omówiono czujniki magnetorezystancyjne i na ich przykładzie przedstawiono nową dziedzinę techniki spintronikę. Odkrycie zjawisko gigantycznego magnetooporu zostało uhonorowane w zeszłym roku nagroda Nobla - w artykule przedstawiono osiągnięcia nagrodzonych zespołów oraz samo zjawisko. Porównano czujniki GMR z czujnikami AMR i innymi elementami wykorzystującymi zależność przewodnictwa od pola magnetycznego.

EN

In the paper have been described magnetoresistive sensors and on this ex ample the spintronics is discussed. The discovery of giant magnetoresistance was awarded by Nobel price - the paper presents achievements of honored teams and the GMR phenomenon as well. The performances of magnetoresistive sensors are discussed and new sensors utilizing spin effect are presented

7

Quo vadis

Sosnowski J.

Nowa Elektrotechnika

|

2008

|

nr 4 (44)

27--29

8

Tuning of spin resonance by an electric current in a Si quantum well

Wilamowski Z, Malissa H, Jantsch W

Materials Science Poland

|

2008

|

Vol. 26, No. 4

863--869

EN

Electron spin resonance of a two-dimensional electron gas in an asymmetric silicon quantum well has been investigated. Applying a small dc current, we observe a shift in the resonance field due to the additional, current induced Bychkov–Rashba type of spin orbit field. We also show that a high frequency current may induce electric dipole spin resonance very efficiently.

9

Precessional modes due to spin-transfer in spin-valve nanopillars

Gmitra M., Barnaś J., Horváth D.

Materials Science Poland

|

2007

|

Vol. 25, No. 2

571--576

EN

Current-driven magnetic switching and magnetic dynamics in spin-valve nanopillars are considered in the framework of the macrospin model. The corresponding spin transfer torque is calculated in terms of the macroscopic model based on spin diffusion equations. Critical currents for switching from parallel to antiparallel magnetic configurations and to precessional regime are derived. Frequencies of the precessional modes are also calculated as a function of external magnetic field and electric current.

10

Photoemission study of Eu 2+/3+ ions in ferromagnetic (Eu,Gd)Te semiconductor layers

Dziawa P., Orłowski B. A., Osinniy V., Pietrzyk M., Taliashvili B., Story T., Johnson R. L.

Materials Science Poland

|

2007

|

Vol. 25, No. 2

377--382

EN

(Eu,Gd)Te ferromagnetic semiconductor layers grown by molecular beam epitaxy technique on BaF2 (111) monocrystalline substrates were investigated by resonant photoemission spectroscopy using synchrotron radiation. In n-(Eu,Gd)Te layers, a ferromagnetic transition induced by electron concentration is observed. Magnetic as well as electrical properties of this material depend strongly on the charge state (2+ vs. 3+) of Eu and Gd ions known to be sensitive to crystal stoichiometry and formation of oxide complexes. The relative concentration of Eu2+ and Eu3+ ions was determined from the analysis of the resonant photoemission energy distribution curves (EDC), measured at photon energies close to 4d-4f resonance. After various in-situ annealing and Ar sputtering procedures, a clear improvement of crystal stoichiometry of (Eu,Gd)Te layers was observed as manifested by the increase of Eu2+ intensity in the spectra. Contribution of Eu 4f shell to the total density of states was also analyzed and found at the valence band edge for Eu2+ ions and about 6 eV lower for Eu3+ ions.

11

High resolution and analytical electron microscopy of ZnO layers doped with magnetic ions for spintronic applications

Abouzaid M., Ruterana P., Liu C., Morkoc H.

Optica Applicata

|

2006

|

Vol. 36, nr 2-3

311-320

EN

We have investigated the effect of temperature on the crystalline quality of (Zn, Mn)O thin films prepared by rf magnetron sputtering using c-plane sapphire substrates. The layers comprised an Mn doped part towards the surface on top of about a 150 nm pure ZnO layer. They exhibit a columnar structure depending on the deposition temperature; the adjacent domains are rotated from one another by 90°, putting [1010] and [1120] directions face to face. At high Mn concentration this columnar structure is blurred by the formation of Mn rich precipitates for which we report on the structure, composition and crystallographic relationships with the surrounding matrix.

12

Spintronics in semiconductors

Wilamowski Z., Werpachowska A.M.

Materials Science Poland

|

2006

|

Vol. 24, No. 3

803--808

EN

For the last years spin effects in semiconductors have been of great interest not only in the context of solid state physics, but also for their potential usage in technology. In this paper we give a short review of spintronic materials, in which electron spin as an additional degree of freedom is exploited. Afterwards, we discuss the properties of classic, non-magnetic semiconductors, where the efforts are put on enriching the traditional semiconductor technology engaging the electrical effects of spin effects. Various phenomena and scientific state of the art is highlighte

13

Photoluminescence in EuS-PbS-EuS semiconductor structures with double ferromagnetic barrier

Kowalczyk L., Chernyshova M., Story T., Sipatov A.Yu.

Materials Science Poland

|

2006

|

Vol. 24, No. 3

809--814

EN

Temperature, magnetic field and laser excitation power dependence of the photoluminescence (PL) was studied in 5x[EuS(5.5 nm)-PbS(17.5 nm)] semiconductor ferromagnetic multilayer grown epitaxially by high vacuum deposition on BaF2 (111) substrate. In EuS-PbS heterostructures ferromagnetic layers of EuS form electron barriers for both electrons and holes in nonmagnetic quantum wells of PbS. The PL was observed in the near infrared due to electronic transitions in PbS quantum wells with narrow energy gap. The measurements carried out at T=4.2 and 77 K (i.e. below and above the Curie temperature of EuS layers equal about 14 K) showed the characteristic PL spectra consisting of one or two lines with strongly nonlinear response upon increasing the YAG laser excitation power. Below the Curie temperature, the application of a weak magnetic field of 200 Oe results in a change of the PL intensity as well as a small red shift of about 1 meV of the PL energy. These observations are discussed in terms of a model taking into account the magnetization dependent height of EuS potential barrier for electrons in PbS quantum well.

14

Magnetic properties of (Eu,Gd)Te semiconductor layers

Dziawa P., Osinniy V., Dobrowolski W., Dybko K., Łusakowska E., Taliashvili B., Story T., Smits C.J.P., Swagten H.J.M.

Materials Science Poland

|

2006

|

Vol. 24, No. 3

777--781

EN

In (Eu,Gd)Te semiconductor alloys a well known antiferromagnetic semiconductor compound EuTe is transformed into n-type ferromagnetic alloy. This effect is driven by the RKKY interaction via conducting electrons created due to substitution of Gd3+ for Eu2+ ions. It is expected that due to the high degree of electron spin polarization (Eu,Gd)Te can be exploited in new semiconductor spintronic heterostructures as a model injector of spin-polarized carriers. The (Eu,Gd)Te monocrystalline layers with Gd content up to 5 at. % were grown by MBE on BaF2 (111) substrates with either PbTe or EuTe buffer layers. The measurements of magnetic susceptibility and magnetization revealed that the ferromagnetic transition with the Curie temperature TC=11- 15 K is observed in (Eu,Gd)Te layers with n-type metallic conductivity. An analysis of the magnetization of (Eu,Gd)Te was carried out in a broad range of magnetic fields applied along various crystal directions both in- and out-of layer plane. It revealed, in particular, that a rapid low field ferromagnetic response of (Eu,Gd)Te layer is followed by a paramagnetic-like further increase towards the full saturatio

15

Analysis of magnetisation reversal at the exchange-biased interface using Ising approach

Błachowicz T., Wieja M.

Materials Science Poland

|

2006

|

Vol. 24, No. 3

643--648

EN

This paper provides the results of exchange-bias simulation of a single ferromagnetic (FM) layer coupled to a quenched antiferromagnetic (AFM) region using a Random Field Ising Model (RFIM) approach. Using the RFIM algorithm the shapes of exchange-biased hysteresis loops, featuring perpendicular magnetic anisotropies, were obtained. Providing a possible explanation of this effect the recognized stable part of an interface magnetisation represented by unreversed spins at the interface was evidently simulated. Obtained results are consistent with the Domain State Model (DSM) model, where a part of the AFM interface magnetisation is stable during hysteresis loop creation

16

Sensory GMR jako praktyczne zastosowanie odkryć spintroniki

Majewski J.

Napędy i Sterowanie

|

2005

|

R. 7, nr 4

58--61

PL

Do niedawna za najważniejszą właściwość elektronu uważano to, że jest on nośnikiem elementarnego ładunku elektrycznego. Fakt, iż elektrony posiadają także spin, czyli że nieustannie wirują wokół własnej osi jak miniaturowe żyroskopy i ten ruch wirowy naładowanego elektronu nadaje mu spinowy moment magnetyczny - był istotny głównie przy objaśnianiu zjawiska ferromagnetyzmu.

17

Simulation of Exchange-Biased 2d-Interface Using the Random Field Ising Model with a Diluted Lattice

Błachowicz T.

Molecular and Quantum Acoustics

|

2004

|

Vol. 25

29-43

EN

What is presented here are the preliminary results of exchange-bias simulation of a single ferromagnetic layer (FM) coupled to an antiferromagnetic (AFM) region with a diluted lattice using a Random Field Ising Model approach. Dilution is simulated by locally enhancement of ferromagnetic coupling constants calculated at random positions with a given dilution level. The results show a direct correlation between exchange-bias and a number of unreversed spins at the FM/AFM interface. Within a dilution level, two components were identified; a global random dilution and a local dilution efficiency. The latter is represented by the coupling constant enhancement. Interpretation of this interfacial effect