Envejsveje til spinstrømme

Spin er en type vinkelmoment, der er iboende for partikler, groft sagt som om de snurrede på sig selv. Partikler kan udveksle deres spin, og på denne måde kan der dannes spinstrømme i et materiale. Gennem mange års forskning, forskere har lært at kontrollere sådanne spinstrømme på en analog måde, så de kan kontrollere elektronstrømmen, grundlaget for et fysikfelt kendt som spintronics.

Undersøgelsen af ​​effekten af ​​stærke interaktioner i kvantesystemer er særligt udfordrende. Imidlertid, det er velkendt, at stærk interaktion mellem kvantepartikler fuldstændigt kan ændre egenskaberne af et system, gør det, for eksempel, ferromagnetisk, superledende, etc. Stærke vekselvirkninger i spinsystemer kan også give mulighed for frembringelse af interessante transportegenskaber i et materiale.

Forskere fra Singapore University of Technology and Design (SUTD), University Insubria og Universidade Federal de Minas Gerais rapporterer om en ny tilgang til at kontrollere spin-strømme baseret på stærke spin-spin-interaktioner, hvilket resulterer i dioder til spinstrøm med en kæmpe rektifikation. I dette arbejde, forskerne demonstrerede analytisk og via avancerede numeriske simuleringer, at hvis interaktionerne er stærkere end en vis størrelse, systemet kan drastisk ændre sig og blive en isolator, forhindrer strømme i at strømme. Interessant nok, denne drastiske ændring i isolerende adfærd sker kun, når man forsøger at pålægge strømmen i en retning. Når du forsøger at drive en spin -strøm i den modsatte retning, strømmen er mulig, og systemet er ikke en isolator.

Disse forudsigelser kan føre til betydelige fremskridt inden for materialevidenskab, og nye enheder kunne bygges baseret på dette princip. Forskerne foreslår eksperimenter med atomer nær absolut nul eller med strukturer lavet af et par atomer afsat omhyggeligt på overflader.

SUTD -adjunkt D. Poletti, der ledede forskningsindsatsen, siger, "Dette er en meget interessant effekt, vi er faldet over. Meget mere interessant fysik mangler endnu at blive afdækket i stærkt interagerende spintroniske systemer, og dette kan føre til oprettelse af nye teknologier. "Dette forskningsarbejde blev for nylig offentliggjort i det anerkendte amerikanske tidsskrift Fysisk gennemgangsbreve .