2-D centrosymmetriske antiferromagneter-model producerer ren spinstrøm

Ren spinstrøm uden nogen medfølgende nettoladestrøm kan sikre lav spredning i informationsbehandling og -lagring.

Ren spinstrøm kan produceres ved optisk belysning i systemer med brudt rumlig inversionssymmetri med speciel fotonenergi eller polarisationsvinkel. Men det er svært i praktisk anvendelse.

For nylig, en forskningsgruppe ledet af prof. Zheng Xiaohong fra Institute of Solid State Physics (ISSP), Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS), foreslået en ny og robust rute for at opnå ren spinstrøm ved fotogalvanisk effekt med todimensionelle (2-D) centrosymmetriske antiferromagneter. Undersøgelsen blev offentliggjort i npj Kvanteinformation den 4. feb.

"På grund af bevarelsen af ​​strukturel inversionssymmetri og spinpolarisationsantisymmetri i disse materialer, ladningsfotostrømmen induceret af den fotogalvaniske spin-effekt (PGE) er absolut nul, " sagde hovedforfatter Jiang Peng, en ph.d.-studerende. "Mens endelige fotostrømme for begge spin-kanaler med modsatte strømningsretninger og samme størrelse stadig genereres, giver anledning til en ren spindestrøm. "

Forskerne konstruerede en dual-gate fotoelektrisk enhed med et zigzag grafen nanobånd (ZGNR), som havde iboende antiferromagnetisk (AFM) kobling mellem de to kanter og spindegenereret båndstruktur.

De fandt ud af, at den genererede rene spin -strøm hverken var afhængig af fotonenergien, heller ikke på polarisationstræk ved det påførte polariserede lys. I øvrigt, det viste, at spin-splittende båndstrukturer ikke var nødvendige.

"Enheden kan fungere i den forstand, at både fuldt spinpolariseret strøm og ren spinstrøm kan genereres, ved at indstille de dobbelte porte på de to ledninger, " sagde prof. Zheng.

Denne PGE-inducerede mekanisme kan udvides til andre 2-D centrosymmetriske magnetiske materialer med spinpolarisationsantisymmetri, giver en ny måde for den eksperimentelle generation af ren spindestrøm i det fotoelektriske felt.