http://www.physorg.com/news112626960.html
October 26, 2007
當他們首次展示電子的自旋如何經由電氣方式在矽當中注入、控制與偵測之後，來自於 Delaware 大學與 Cambridge NanoTech 的電機工程師現在證明這種量子特性能在微電子學的世界中傳遞很遙遠的一段距離 -- 能越過整個 silicon wafer。
這項發現證實，矽 -- 今日電子學的中堅材料 -- 現在能被新世紀的自旋電子學應用操控。
其結果發表在 10/26 該期的 Physical Review Letters 期刊上，在創性的自旋電子學領域中，代表了另一個重要的里程碑。自旋電子學以利用電子本身的「自旋」特性為目標，提供較今日電子學更加便宜、迅速、低耗電的資料處理與貯存。
研究團隊包括 Ian Appelbaum，UD 電子與電腦工程助教授，及其博士生 Biqin Huang 還有 Cambridge NanoTech 的 Douwe Monsma，而 Huang 是該論文的第一作者。
"我們的新結果很重要，因為那表示矽現在能用來完成許多自旋操作，無論是在幾千個裝置的空間中，或是在幾千次邏輯操作的時間中，都是在為以矽為基礎的自旋電子學線路鋪路，" Appelbaum 說。
在 Appelbaum 位於 UD 的實驗室中，該團隊組裝一個裝置，那能從一個磁鐵物質（ferromagnet）將高能的「熱」電子注入至 silicon wafer 中。另一個熱電子結構（將兩層 silicon wafers 與一層磁鐵物質結合在一起）在另一邊偵測電子。
"電子自旋具有方向性，例如「上」或「下」，" Appelbaum 說。"在矽當中，通常有數量相等的自旋向上或自旋向下電子。自旋電子學的目標是依大部分電子自旋的方向，或極性（polarized），在同一方向下來使用電流。"
最近在 Applied Physics Letters 8/13 當期發表的論文中，該團隊證明如何獲得相當高的自旋極化（spin polarization），達成超越 37% 的成就，接著示範如何運作，成為第一個半導體自旋場效應電晶體。
"100% 的極化表示所有注入電子不是自旋向上或自旋向下，" Huang 解釋。"高度極化將是實際應用所必需的。"
"在未來，自旋電子學將大大改變日常生活，" Huang 提到。
身為中國人，Huang 表示。他感到十分幸運能在 Appelbaum 的小組中研究。當他在明年完成博士學位後，Huang 希望能在業界或學術界繼續進行研究。
※ 相關報導：
＊ Appelbaum Lab - Papers - University of Delaware
http://www.ee.udel.edu/~appelbau/papers.html
＊ Experimental realization of a silicon spin field-effect transistor
http://scitation.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=APPLAB000091000007072501000001
Biqin Huang, Douwe J. Monsma, Ian Appelbaum
Appl. Phys. Lett. 91, 072501 (2007) (3 pages)
doi:10.1063/1.2770656
＊ Coherent Spin Transport through a 350 Micron Thick Silicon Wafer
http://link.aps.org/abstract/PRL/v99/e177209
Biqin Huang, Douwe J. Monsma, and Ian Appelbaum＊ 自旋電子學可能拯救摩耳定律
Phys. Rev. Lett. 99, 177209 (2007)
doi:10.1103/PhysRevLett.99.177209
＊ 科學家利用電場旋轉電子的自旋
＊ 使用光學控電子的超快量子電腦
＊ 科學家首次以超導匯流排連接量子晶片
＊ 新光學微共振腔或能導致更有效率的量子運算
＊ 表面電漿提高奈米結構的潛在價值
＊ 科學家以低成本方法產生微晶片樣式
＊ 奈米電腦儲存能以千倍速度檢索資料
＊ 成本超低的真正隨機與物理性指印
＊ 全世界最小的奈米無線電
＊ 適用於光學的高雙折射新聚合物
＊ 法德科學家 獲諾貝爾物理獎
＊ Nanopod？世界第一台全功能奈米碳管收音機！
＊ 「聲子電腦」可利用「熱」來處理資訊
＊ 微型超音波探測器能以多角度視野觀察體內
＊ 研究者挑戰地球深處的模型
＊ 實驗室觀測到物質、反物質的電子偶素分子
＊ 科學家扭轉對「中子」電性的看法
＊ 在高壓電場中水會形成「漂浮水橋」
＊ 歐洲科學家首度拍下穿越地底的微中子
＊ 揭開鈮、鉭二元素的祕密生活
＊ 史上第一：NSCL 創造出不曾存在的鎂、鋁同位素
＊ 全世界最小的雙狹縫實驗
＊ 單一粒子的非定域性在無異議下被論證
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雲科大自旋電子中心 高手雲集
周麗蘭／雲林報導 中國時報 2007.11.15
磁性記憶體（MRAM）輕薄短小、省電持久，寫入速度高、記憶容量大，是下個世代新式記憶體，其核心技術是「自旋電子元件」。雲科大「台灣自旋中心」技術傑出，校方向教育部申請，目標發展為國際頂尖研究計畫。
雲科大即將成立「自旋電子科技頂尖研究中心」，今年諾貝爾物理學獎擦身而過的帕肯教授允諾加入，日本東北大學、韓國高麗大學以及台灣數個國立大學教授也將加入團隊。
4年前，雲科大研究材料科技的人文學院長吳德和以「高密度磁阻式隨機存取記憶體之核心技術」，向經濟部提案申請，獲得4年1億元經費，進行材料、元件、量測等研究，並培養人才，目前已在國內外申請近30個專利。
MRAM研究在半導體業界風起雲湧，估計5年後市場161億美元。雲科大去年舉辦研討會，還不知該中心的研發成果已遠超出業界，在研討會上公佈機密成果，引起合作廠商抗議。
吳德和表示，MRAM的核心技術是自旋電子元件，以歐美較領先，韓國、日本、中國大陸8年前陸續發動，台灣目前只有設於該校的「台灣自旋科技研究中心」結合彰雲嘉地區大學進行研究。
吳德和說，MRAM省電、省空間，電源消失時依然能記住已執行的工作，待機時間長達1個月。雖然生產技術剛問世，但台灣已有知名上市半導體公司將量產。
由於雲科大的自旋電子研究成果獨步全台各大學，校方看準MRAM前景，以該案向教育部申請發展國際頂尖研究中心計畫，加速台灣電子產業技術成長。
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