为自旋电子学优化的磁铁矿超薄膜

从安全通信等实际​​应用到大脑如何工作等复杂科学问题，经典计算并不总是能胜任这项任务。现在，来自的研究人员有了一项发现，将改进电子技术以用于此类高级应用。

在最近发表在ACS Applied Nano Materials 上的一项研究中，大阪大学的研究人员和合作伙伴准备了一种超薄的磁铁矿薄膜，到目前为止，该薄膜尚未被充分订购以发挥其全部潜力。

自旋电子学是电子学的高级版本，它使用电荷和电子自旋进行能量转移和存储。磁铁矿——一种常见的氧化铁矿物——由于其迷人的物理特性可能对自旋电子技术有用。例如，轻微的刺激可能会迅速将磁铁矿膜的功能从金属的功能转变为绝缘体。这种功能严重依赖于磁铁矿的结晶度。尤其是用于器件应用的超薄膜，由于基材的缺陷，很难制造出高结晶度的磁铁矿表面，这是薄膜的基础。然而，很难在整个基板上制备原子有序且极其平坦的表面。大阪大学的研究人员旨在通过改进传统的化学抛光技术来克服这一挑战。

“均匀性和薄的特性的膜取决于下层衬底的完美”，解释研究艾大阪的主要作者。“制备单晶衬底的传统技术牺牲了结晶度来优化平整度，但这样做会限制覆盖磁铁矿薄膜的性能。”

研究人员使用化学抛光技术(以其首字母缩写词 CARE 闻名)来制备原子级平坦且高度有序的氧化镁基材。与沉积在传统基材上的磁铁矿相比，沉积在这种超光滑基材上的磁铁矿具有优异的结晶度和导电性能。

“基材的 CARE 处理使薄膜能够经历温度相关的电阻率变化 - 称为 Verwey 转变 - 因子为 5.9，”资深作者 Azusa Hattori 说。“这在大范围内是前所未有的，但对实施至关重要。”

这些结果具有重要的应用。提议的量子计算技术可能依赖自旋电子学来优化打败经典计算的后勤、生化和密码学问题。大阪大学的研究人员朝着使磁铁矿成为自旋电子学和其他先进电子设备的基础材料迈出了重要一步，这将在未来几十年改变生活和工作。

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