【自旋電子學電影的感官磁場】

明道

【自旋電子學電影的感官磁場】

 

 

為“適合忘記”應用程序的理想選擇

在澳大利亞，德國和美國的物理學家已開發出了一種新型的磁場傳感器是艱難的，容易使作品具有精度高。

該設備可以檢測1-340 mT的領域，雖然它不是最敏感的傳感器，在此範圍內，一個很大的優點是該設備並不需要被冷卻的超冷溫度下，也可以重新校準。

該設備是猶他州立大學的克里斯托夫博梅，從悉尼和雷根斯堡大學的同事領導的團隊的心血結晶。

在它的心臟是一個薄的有機半導體層夾著兩個金屬觸點。

當一個之間施加電壓時的接觸，電子和空穴被注入到半導體。

被帶電粒子，空穴和電子分別誘導半導體如下顆粒的材料，因為他們通過一個小的局部極化。

粒子和偏振此組合被稱為“極化子”;的孔時的極化子和電子極化子相互作用，它們可以衰減到創建“激子” - 一個束縛態的電子和空穴。

事實證明，在半導體的電阻是一個函數的速率，其中的空穴和電子的極化子相互作用，而這又取決於對電子和空穴的自旋的相對取向。

設備如何操作的線索在於在施加外部磁場的一個事實，即創建到該字段指向平行和反平行自旋之間的能隙。

所以，如果一個無線電頻率（RF）信號在這種精確的能量被施加到薄膜，自旋向上翻轉和向下，造成的半導體的電阻的急劇變化。

由於這是諧振能量的磁場強度的線性函數，因此，該字段可以通過改變的RF能量，直到達到共振測定。

慢速測量

與需要掃描無線電頻率相關聯的設備的一個缺點是，它可能需要幾秒鐘的時間測量的磁場。

博梅告訴physicsworld.com，這不應該，但是，是一個問題的應用中，用戶已經有了一個大致的概念磁場強度-感應地球磁場，例如。

但是，當速度是至關重要的，團隊想到了兩種方法可以提高該設備。

一個將是申請包含的全部範圍內的頻率，和其他將結合技術與有機磁電阻傳感器 - 工作在高的速度，但需要定期重新校準的RF脈衝。

這種重新校準可以使用新的傳感器來完成，因為它本身並不需要重新校準，它的輸出被相關的固有性質，電子 - 旋磁比。

當設備工作在1-340 mT的範圍內，博梅說，只使用一個高能量的射頻信號，可以延長的上限。

然而，對於非常高的領域，太赫茲信號將需要這些都是難以產生。

至於延長1噸以下的範圍內，這可以通過施加一個小的偏移量字段的約1萬噸，宣稱博梅。

該裝置是在最終的靈敏度低的納特斯拉範圍 - ]是有關通過在有機半導體中的氫核的隨機產生的磁場的限制。

兩全其美

JT揚森的英國國家物理實驗室說，新的設備適合很好地之間的多更精確的超導干涉器件（SQUID） - 這需要液態氦操作 - 和在不太精確的霍爾傳感器，強大的和唯一的成本一幾便士。

揚森說：這種新的有機傳感器，似乎有最好的兩個世界：它是相當敏感的，這是正確的，它的價格便宜。

他補充說，該設備特別適合“適合和忘記”的應用，它是不可能的維護或校準的傳感器，一旦安裝。

例子包括核電廠，風力渦輪機和衛星的傳感器。

該傳感器被描述在自然通信。

關於作者

麥高約翰斯頓是編輯器的physicsworld.com

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/jun/15/spintronic-film-senses-magnetic-fields