Nyt gennembrud inden for spintronics kan øge højhastighedsdatateknologien

Forskere har lavet et afgørende gennembrud inden for det vigtige, fremvoksende felt af spintronics - hvilket kan føre til en ny højhastigheds energieffektiv datateknologi.

Et internationalt team af forskere, inklusive University of Exeter, har gjort en revolutionerende opdagelse, der har potentialet til at levere høj hastighed, lavt strømforbrug til nogle af verdens mest velanvendte elektroniske enheder.

Mens nutidens informationsteknologi er afhængig af elektronik, der forbruger en enorm mængde energi, elektronerne i elektriske strømme kan også overføre en form for vinkelmomentum kaldet spin.

'Spin-baseret elektronik eller 'spintronics', der udnytter spinstrøm, har potentialet til ikke bare at være markant hurtigere, men også mere energieffektiv.

Forskere har for nylig opdaget, at nogle elektrisk isolerende antiferromagnetiske materialer er usædvanligt gode ledere af ren spinstrøm.

I den nye forskning, videnskabsmænd fra Exeter, i samarbejde med universiteterne i Oxford, Californien Berkeley, og de avancerede lyskilder og diamantlyskilder, eksperimentelt har vist, at højfrekvente vekselspindstrømme kan transmitteres af, og nogle gange forstærket indeni, tynde lag af antiferromagnetisk NiO.

Resultaterne viser, at spin-strømmen i tynde NiO-lag medieres af forsvindende spin-bølger, en mekanisme, der ligner kvantemekanisk tunnelering.

Brugen af ​​tynde NiO-lag til overførsel og forstærkning af AC-spinstrøm ved stuetemperatur og gigahertz-frekvenser kan føre til mere effektiv fremtidig trådløs kommunikationsteknologi.

Forskningen er publiceret i Fysisk gennemgangsbreve .

Maciej Dabrowski, første forfatter fra University of Exeter sagde:"Bekræftelse af den forsvindende spin-bølgemekanisme vist af vores eksperiment indikerer, at overførslen af ​​vinkelmomentum mellem spindene og krystalgitteret af en antiferromagnet kan realiseres i tynde NiO-film og åbner døren til konstruktionen af ​​spinstrømforstærkere i nanoskala."

"Kohærent overførsel af spin vinkelmomentum ved evanescerende spinbølger inden for antiferromagnetisk NiO" er udgivet i Fysisk gennemgangsbreve .