Comment un isolant d’atome mince aide-t-il à transférer les spins

La couche intermédiaire composée de quelques atomes contribue à améliorer le transfert des courants de spin d’un matériau à un autre. À ce jour, ce processus implique des pertes importantes. Une équipe de l’Université Martin Luther Hall-Wittenberg (MLU), de l’Institut Max Planck (MPI) pour la physique des microstructures et de la Freie Universität Berlin rapporte dans la revue scientifique ACS. nanomessages sur la façon de l’éviter. Ainsi, les chercheurs ont démontré de nouvelles connaissances importantes pertinentes pour de nombreuses applications électroniques, y compris les technologies d’économie d’énergie et de stockage rapide du futur.

Dans la microélectronique moderne, la charge des électrons est utilisée pour y transmettre des informations Composants electroniquesTéléphones portables et supports de stockage. Le Fret d’expédition Il nécessite une quantité d’énergie relativement importante et génère de la chaleur. La spintronique peut offrir une alternative économe en énergie. L’idée de base est de profiter de la rotation dans le traitement de l’information. Le spin est le moment cinétique intrinsèque des électrons qui crée un moment magnétique. Cela génère du magnétisme qui sera éventuellement utilisé pour traiter l’information.

En électronique x, les courants de spin doivent également être transférés d’un matériau à un autre. « Dans de nombreux cas, le transport rotationnel à travers les interfaces est un processus très déficitaire », explique le physicien, le professeur George Waltersdorf de MLU, qui a dirigé l’étude. L’équipe a cherché un moyen d’atténuer ces pertes en utilisant une approche qui, au premier abord, semblait quelque peu paradoxale : ils ont combiné une barrière isolante entre les deux matériaux.

« Nous avons conçu l’isolant en niveau atomique Pour qu’il se transforme en métal et puisse conduire des courants de spin. Cela nous a permis d’améliorer considérablement le transport rotationnel et d’améliorer les propriétés interfaciales « , déclare Woltersdorf, résumant le processus. Les échantillons de matériaux ont été produits à l’Institut Max Planck de physique des microstructures. L’effet inattendu a été détecté par des mesures de transport rotationnel effectuées à MLU et Freie Universität Berlin. L’équipe fournit également la base théorique de la nouvelle découverte. Selon Woltersdorf, cela peut être décrit à l’aide de modèles relativement simples sans couplage spin-orbite.

Les résultats sont très pertinents pour de nombreuses applications spintroniques. Par exemple, ils peuvent être utilisés pour améliorer les émetteurs térahertz spintroniques. Le rayonnement térahertz est appliqué non seulement dans la recherche, mais aussi dans l’électronique haute fréquence, la médecine, les essais de matériaux et les technologies de communication.

Présenté par l’Université Martin Luther Halle-Wittenberg