Undersøgelse:Vigtigt bidrag til spintronics har kun haft lidt overvejelser indtil nu

Elektronernes bevægelse kan have en betydeligt større indflydelse på spintroniske effekter end tidligere antaget. Denne opdagelse blev gjort af et internationalt forskerteam ledet af fysikere fra Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU). Indtil nu, en beregning af disse effekter tog, først og fremmest, elektronens spin i betragtning. Undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgangsforskning og tilbyder en ny tilgang til udvikling af spintronic -komponenter.

Mange tekniske enheder er baseret på konventionel halvlederelektronik. Ladestrømme bruges til at gemme og behandle oplysninger i disse komponenter. Imidlertid, denne elektriske strøm genererer varme, og energi går tabt. For at komme uden om dette problem, spintronics bruger en grundlæggende egenskab ved elektroner kendt som spin. "Dette er et iboende vinkelmoment, som kan forestilles som en rotationsbevægelse af elektronen omkring sin egen akse, "forklarer Dr. Annika Johansson, en fysiker på MLU. Spinnet er knyttet til et magnetisk øjeblik, der, ud over elektronernes ladning, kunne bruges i en ny generation af hurtige og energieffektive komponenter.

For at opnå dette kræver en effektiv konvertering mellem ladnings- og spinstrømme. Denne konvertering er muliggjort af Edelstein -effekten:ved at anvende et elektrisk felt, en ladestrøm genereres i et oprindeligt ikke-magnetisk materiale. Ud over, elektronspinnene flugter, og materialet bliver magnetisk. "Tidligere artikler om Edelstein -effekten fokuserede primært på, hvordan elektron -spin bidrager til magnetisering, men elektroner kan også bære et orbitalmoment, der også bidrager til magnetisering. Hvis centrifugeringen er elektronens iboende rotation, så er kredsløbsmomentet bevægelsen omkring atomets kerne, "siger Johansson. Det ligner jorden, som roterer både på sin egen akse og rundt om solen. Som spin, dette kredsløbsmoment genererer et magnetisk moment.

I denne seneste undersøgelse, forskerne brugte simuleringer til at undersøge grænsefladen mellem to oxidmaterialer, der sædvanligvis bruges i spintronics. "Selvom begge materialer er isolatorer, en metallisk elektrongas er til stede ved deres grænseflade, som er kendt for sin effektive ladning-til-spin-konvertering, "siger Johansson. Teamet indregnede også orbitalmomentet i beregningen af ​​Edelstein -effekten og fandt ud af, at dets bidrag til Edelstein -effekten er mindst en størrelsesorden større end spin. Disse fund kan bidrage til at øge effektiviteten af ​​spintronic komponenter.