Innovative transistorer baseret på magnetisk induceret bevægelse af ioner

Ligesom magneter tiltrækker jernpartikler i sandkasser, permanent magnetik tiltrækker kun én type ion i en elektrokemisk opløsning, udgør grundlaget for magnetisk styrede elektrokemiske transistorer.

Elektrokemiske enheder finder anvendelse i mange teknologier, inklusive batterier, kondensatorer, sensorer, og transistorer. For at sådanne elektrokemiske anordninger kan fungere, de har brug for et elektrisk felt, der forårsager iontransport og elektrokemiske processer. Denne enkle, men strenge regel har længe hindret innovation inden for elektrokemi og relaterede teknologier, imidlertid, WPI-MANA ​​forskere udfordrede for nylig reglen med deres udvikling af magnetisk kontrol af elektrokemiske enheder.

WPI-MANA-forskere Takashi Tsuchiya og Kazuya Terabe og deres kolleger brugte en lille magnet, i stedet for elektrisk udstyr, at drive ioner. Transporten af ​​paramagnetisk FeCl ₄ ioner i en flydende elektrolyt (inklusive [Bmim]FeCl ₄ ) blev magnetisk styret til at betjene en typisk elektrokemisk enhed; en elektrisk dobbeltlagstransistor (EDLT), en type transistor, der bruger en EDL ved en halvleder/elektrolyt-grænseflade til at tune den elektroniske bærertæthed af halvlederen. En elektrisk konduktans af en todimensionel hulgas (flere nanometer tyk) ved en diamant (100) enkeltkrystal/elektrolytgrænseflade blev med succes skiftet af et magnetfelt, selvom omskiftningsforholdet var mindre end i konventionelle EDLT'er, der styres af et elektrisk felt.

Den magnetiske kontrol af ioner tilføjer en ny dimension til "nanoelektronik opnået af ioner"-paradigmet, opfundet ved WPI-MANA ​​som atomafbryderen, og sådan kontrol har en enorm indflydelse, selv på andre elektrokemiske apparater. Det har potentialet til at realisere innovative applikationer, som ikke har været mulige ved brug af konventionelle tilgange. Desuden, denne opdagelse stimulerer udviklingen af ​​højtydende magnetiske elektrolytter for at understøtte en sådan innovation.

I elektrokemi, en gren af ​​kemi, der allerede er blevet studeret intensivt, det tværfaglige felt med magnetisme er en af ​​de få store grænser, der er tilbage. Forskere vil unægtelig blive tiltrukket af det, som jernsand er for en magnet.