Spintronik Silikon

New Scientist melaporkan bahwa spintronik silikon sudah dimungkinkan. Wow! Di awal blog ini (membahas pertanyaan kenapa engineer menulis blog tentang sains), aku bercerita tentang spintronik: manipulasi logika yang memanfaatkan spin elektron (up atau down), alih2 muatan elektron (positif atau negatif, yang disebut elektronik itu). Spintronik akan memungkinkan komputasi yang lebih cepat, kecil, dan hemat energi.

Nah, kali ini, para periset untuk pertama kali telah mampu meginjeksi elektron yang telah terpolarisasi spin ke dalam silikon, kemudian melakukan manipulasi, dan mengukur hasilnya. Sebelumnya, injeksi semacam ini belum dimungkinkan, karena elektron yang diinjeksikan menjadi kehilangan keadaan (state) spin awalnya.

Yang kemudian dilakukan adalah mengenakan magnetasi. Elektron dengan spin yang berlawanan dengan arah magnet akan melambat dan tersebar, sementara elektron dengan spin yang searah dengan sumbu magnet akan terus melaju. Hasilnya adalah arus terpolarisasi yang terdiri atas elektron dengan arah spin yang lebih banyak pada satu arah. Ini kemudian diidentifikasi dengan melewatkan arus ini pada magnet lainnya.

Periset sebelumnya telah membuat spintronik dari logam, kemudian semikonduktor galium arsenida. Namun pada silikon selalu gagal, karena setiap diikat dengan ferromagnet, selalu terbentuk bahan silisida yang mengacaukan arus yang membawa nada spin. Yang kemudian dilakukan sekarang adalah melewatkan elektron berenergi tinggi ke film feromegnetik setipis 5 nm, yang terpasang di atas wafer silikon setebal 10 ?m. Paduan ini didinginkan hingga 85K. Cara ini mampu membawa elektron masuk ke silikon tanpa kehilangan keadaan spinnya. Spin elektron pada silikon itu kemudian dapat diubah dengan memaparkannya ke medan magnet.

Riset lebih lanjut ditujukan untuk mencoba eksperimen pada suhu yang lebih tinggi, serta menggunakan silikon yang tidak terlalu murni. Kemudian … bersiaplah kita memasuki era spintronik.