Ученые из Вены нашли новый способ получения спиновых токов, которые смогут потенциально изменить современные технологии, пишет Science Daily.
В компьютерах информация передается с помощью электрических зарядов. В течение многих лет ученые работали над элементами, которые используют угловой момент (спин) электронов, а не их электрический заряд.
Однако оказалось, что трудно создать такой спиновый ток, который необходим в спинтронике. Физики из Вены предложили свое решение этой проблемы — они разработали способ получения чрезвычайно сильных спиновых токов в небольшой промежуток времени, секрет которого заключается в использовании очень коротких лазерных импульсов.
Для каждого электрона существует два возможных состояния спина: «спин вверх» и «спин вниз». Спины электрона отвечают за ферромагнетизм, то есть возможность создавать магнитное поле. Идея заключается в том, чтобы, используя ферромагнетики, создать поток равномерного спина. Однако, эффективность такого метода весьма ограничена.
3D-принтеры от HP смогут печатать электронику
Идеи
Ученые Карстен Хелд и Марко Баттиато проанализировали поведение электронов в тонком слое никеля, прикрепленного к кремнию, и воздействовали на него сверхкороткими лазерными импульсами. Выяснилось, что такой импульс ускоряет электроны в никеле, и они направляются в сторону кремния.
Между никелем и кремнием создается электрическое поле, которое останавливает ток. Электроны по-прежнему продолжают перемещаться между слоем никеля и кремния, но такое движение в обоих направлениях взаимно погашается, то есть чистая передача заряда отсутствует. Но даже в таком случае можно передавать спин.
Новый шаг в квантовой электронике
Идеи
Электроны могут перемещаться между слоем никеля и кремния довольно свободно. Электроны со «спином вниз», однако, имеют гораздо более высокую вероятность рассеяться в атомах никеля. Когда электроны рассеиваются, они меняют свое направление и теряют энергию. Таким образом, большинство электронов, которые проделали путь никель-кремний, имеют «спин вверх», что приводит к их преобладанию в кремнии. Так в нем и появляется спиновый ток.
Этот метод был протестирован с помощью компьютерного моделирования. Карстен Хелд и Марко Баттиато работают над экспериментами, которые помогут развивать спинтронику и в будущем.