Nytt spinn på gammal dröm

Se världen i nytt ljus

Fortsätter man med idén om brett avstämbara oscillatorer för omedelbar spektrumanalys av radarvågor skulle man kunna använda tekniken till att spektrumanalysera terahertzvågor och på sätt kunna se världen i ett nytt ljus.

När vi riktar en lampa med vitt ljus mot ett föremål kommer detta att absorbera vissa våglängder och reflektera andra – vi kallar detta färg. Man kan göra precis samma sak i terahertzområdet. Låt oss kalla resultatet för t-färg, ett fingeravtryck av spektrala linjer från den substans terahertzvågen reflekteras ifrån.

Hade man en sådan kamera skulle man kunna se sig omkring och se vilka ämnen världen var uppbyggd av, i stället för vilken färg som var målad på ytan. Sprängmedel kunna se t-röda ut, explosiva gaser skimra i t-blått, kokain antog nyanser av t-gul, medan skämd mat kanske lyste t-grön. Man skulle kunna titta på en vätska om den är till exempel bensin, propanol eller etanol. Läkarvetenskapen skulle kunna vara intresserad av att titta på hudförändringar eller leta efter gifter i blod med terahertzkamera. En materialkamera!

Befintliga metoder

Men det är mram som ligger närmast i tiden i och med att man kan använda befintliga produktionsmetoder. Tillverkningen av ett minne eller en mikrokontrollkrets med integrerat mram börjar med att man har en kiselwafer där alla halvledare redan har tillverkats, alltså processorer, driv- och läselektronik för minnet och så vidare.

En utrustning avsedd för grundläggande mätningar på de spinntroniska mikrovågsoscillatorer som institutionen bygger. De kopparfärgade spolarna ger ett magnetfält på 2,5 tesla (50 000 gånger starkare än det jordmagnetiska fältet). Provet monteras mellan polskorna i mitten och drivs med lämplig drivström i milliampere-området, varefter provet själv generar signaler i mikrovågsområdet som kan mätas upp med spektrumanalysator.

Tillverkningen fortsätter med att man etsar ut hål för bitlinjerna i det översta skiktet isolerande kiseldioxid och ångar på ett lager permalloy, en järn-nickellegering som tål mycket magnetfält, som ska bli de ”rör” som ska ligga kring kopparledningarna för att förstärka fältet. Den permalloy som inte ska användas poleras bort, och man etsar hål genom ytan ned till den underliggande elektroniken och lägger på ett skikt koppar.

Kopparn bildar ledarna i ord- och bitlinjerna och viorna som förbinder dessa med elektroniken. Återigen poleras ytan och metallen för mtj-stapelns bottenelektrod läggs på.