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自旋电子器件在信息产业发展潜力巨大 研究重要性突出

2022-01-28 17:15      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击:
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自旋电子器件在信息产业发展潜力巨大 研究重要性突出

  电荷与自旋是电子的两个关键属性,20世纪,电荷得到充分开发,而自旋并未受到足够重视。自旋是电子的量子物理特性,将自旋引入到半导体器件中,以电子电荷和自旋共同作为信息载体,这一种新型器件即为自旋电子器件。自旋电子器件具有高速度、高集成度、低功耗的优点。
 
  20世纪,利用电荷,二极管、超大规模集成电路被研发问世,人类社会进入信息化时代。随着技术不断进步,存储器的性能开发不断提高,在后摩尔时代下,其功能开发已接近极限,难以再有较大提升空间。而全球大数据、云计算、人工智能、物联网等产业发展极为迅速,对存储器性能要求持续攀升。利用自旋电子器件制造而成的存储器读写速度远高于现有存储器,且掉电不易失,产生热量少,功耗极低,因此受到关注。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2021-2025年自旋电子器件行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,现阶段,全球已经研发问世的自旋电子器件除存储器外,还有巨磁电阻、自旋阀、磁隧道结等。自旋电子器件研发技术壁垒高、制造成本高,其应用受到限制,例如存储器目前主要应用在航天器、高性能计算机方面。但自旋电子器件的性能得到显著提升,在数据存储、计算机、人工智能等信息技术领域拥有巨大发展潜力,在信息化时代背景下,有望推动人类社会迈向新阶段,因此其研究的必要性突出。
 
  在全球范围内,进行自旋电子器件相关研究的高校与科研机构不断增多,在国外主要有美国麻省理工学院、美国加利福尼亚大学、美国得克萨斯大学、德国雷根斯堡大学、荷兰格罗宁根大学、新加坡国立大学、日本东京工业大学等,在国内主要有北京航空航天大学、中国科学技术大学、西安交通大学、中科院宁波材料所、中科院物理研究所等。
 
  新思界行业分析人士表示,我国政府对自旋电子器件行业的发展也极为重视,在“十四五”国家重点研发计划中,为突破传统电荷型存储器的能效和可靠性瓶颈、满足向未来信息技术对超低功耗逻辑器件的需求,在“新型显示与战略性电子材料”与“纳米前沿”两个重点专项中,分别将新型自旋电子材料与高性能存内计算器件研制、超低功耗场控自旋电子器件纳入,从政策层面推动我国自旋电子器件技术提升速度加快。
 
关键字: 自旋电子器件