原子原子薄磁性半导体诞生！制造晶体管，未来的计算机将可以更小！
随着智能手机、笔记本电脑和计算机变得更小、更快 ， 它们内部控制电流和存储信息的晶体管也变得越来越小 ， 但是传统的晶体管只能缩小这么多 。 现在 ， 史蒂文斯理工学院科学家已经开发出一种新的原子薄磁性半导体 ， 它将允许开发以完全不同方式工作的新晶体管；它们不仅可以利用电子的电荷 ， 还可以利用其自旋的能量 ， 为创造更小、更快的电子元件提供了另一种途径 。
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这项新发现不再依赖于制造越来越小的电子元件 ， 而是潜在地为推进自旋电子学(Spin+Electronics)领域提供了一个关键平台 ， 这是一种全新的电子操作方式 ， 也是标准电子设备继续小型化的急需替代方案 ， 其新研究发现发表在《自然通讯》期刊上 。 除了消除小型化障碍 ， 新的原子薄磁体还可以实现更快的处理速度 ， 更少的能源消耗和更大的存储容量 。
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领导该项目的史蒂文斯理工学院机械工程教授EH Yang表示：二维铁磁半导体是一种铁磁性和半导体性并存的材料 ， 由于材料在室温下工作 ， 它能很容易地将其与成熟的半导体技术相结合 。 史蒂文斯大学物理学教授斯特凡·斯特劳夫(Stefan Strauf)说：这种材料的磁场强度为0.5mT；虽然如此弱的磁场强度不能拿起回形针 ， 但它足够大 ， 可以改变电子的自旋 ， 这可以用于量子比特的应用 。
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摩尔定律表明 ， 每两年 ， 安装在计算机芯片上的晶体管数量将翻一番 ， 有效地使速度和能力翻一番 。 但是晶体管只有在它们应该控制的电信号 ， 不再服从命令之前才能变得很小 。 虽然大多数预测者预计摩尔定律将在2025年结束 ， 但人们已经研究了不依赖于物理比例的替代方法 。 操纵电子的自旋 ， 而不是仅仅依靠电荷 ， 可能会在未来提供一种解决方案 。 使用二维材料（两个原子厚）建造一种新的磁性半导体 ， 将能够开发一种晶体管 。
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通过控制电子的自旋来控制电力 ， 无论是向上还是向下 ， 同时整个设备保持轻巧、灵活和透明 。 使用一种名为原位置换掺杂的方法 ， 研究团队成功地合成了一种磁性半导体 ， 通过这种方法 ， 二硫化钼晶体被孤立的铁原子取代掺杂 。 在这个过程中 ， 铁原子启动了一些钼原子 ， 并在准确位置取代了它们的位置 ， 创造了一种透明而灵活的磁性材料 ， 同样 ， 只有两个原子厚 。 这种材料被发现在室温下仍保持磁化状态 ， 由于它是半导体 ， 未来可以直接集成到现有的电子设备架构中 。
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博科园｜研究/来自：史蒂文斯理工学院
研究发表期刊《自然通讯》
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