Открыт новый метод измерения спинового тока в квантовых материалах

Электроны, помимо того что переносят заряд, имеют и другие свойства. Например, обладают собственным моментом импульса, или спином, свойственным квантовым материалам, которым, несмотря на некоторую неуловимость, можно управлять, чтобы улучшить свойства электронных устройств.

Команда ученых под руководством Ли Ан-Пина разработала инновационную технологию микроскопии, способную обнаружить спин электрона в топологических диэлектриках, новом типе квантовых материалов с потенциалом применения в спинтронике и квантовых вычислениях, сообщает Phys.org.

«Спиновой ток, а именно общий момент импульса движущихся электронов, это поведение топологических диэлектриков, которое нельзя было рассчитать до появления спиночувствительного метода», — говорит Ли.

Электронные устройства продолжают стремительно развиваться и требуют все больше энергии, увеличивая необходимость в менее дорогостоящих и энергоемких альтернативах. Топологический диэлектрик переносит электрический ток по своей поверхности, а на более глубоком уровне он действует как изолятор. Электроны, текущие по поверхности материала, демонстрируют одинаковые направления спина, в отличие от полупроводника, в котором они направлены в разные стороны.

«Устройства, основанные на заряде, менее энергетически эффективны, чем основанные спинах. Для того чтобы спины стали полезными, нам нужно научиться контролировать как их поток, так и направление, — говорит Ли. — Мы смогли успешно определить напряжение, вырабатываемое спиновым током электронов. Наша работа явно свидетельствует о спиновом токе в топологических диэлектриках и открывает новый путь к изучению квантовых материалов, которые в конце концов станут применяться в электронных устройствах нового поколения».

Новый революционный материал для спинтроники открыли ученые Германии.Висмутен состоит из микроскопического слоя висмута толщиной в один атом, позволяет передавать информацию при комнатной температуре.