Investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio y Nippon Telegraph and Telephone Corporation han desarrollado un "osciloscopio de resolución de giro". Este dispositivo es un instrumento de medición básico para plasmónica y espintrónica, que son tecnologías clave para futuras aplicaciones electrónicas. El acoplamiento de cargas ligeras y electrónicas en plasmónicos allanará el camino para el procesamiento de información de ultra alta velocidad, Considerando que la espintrónica proporcionará tecnología de bajo consumo de energía en una sociedad muy orientada a la información. El osciloscopio de resolución de espín es pionero en los futuros "plasmónicos de espín, "donde se conseguirán dispositivos de ultra alta velocidad y bajo consumo de energía.

Un electrón tiene carga y espín, y las excitaciones de densidad de carga y de espín en un sistema electrónico se pueden utilizar en el procesamiento de información. La dinámica de las ondas de densidad de carga se ha investigado en plasmónicos, y el de las ondas de densidad de espín se ha estudiado en el campo de la espintrónica. Sin embargo, Se ha dedicado menos esfuerzo a la combinación de estas dos tecnologías y al desarrollo de los dispositivos esperados de ultra alta velocidad y bajo consumo de energía. Hasta la fecha, Un gran obstáculo que ha impedido la promoción de este campo de investigación ha sido la falta de un instrumento de medición sensible tanto a la carga como al giro.

En su artículo reciente, publicado en Física de la naturaleza , El Dr. Masayuki Hashisaka de Tokyo Tech y sus colegas informaron sobre un "osciloscopio de resolución de giro" que permite la medición de las formas de onda de las señales de carga y giro en dispositivos electrónicos. Un osciloscopio es un instrumento de medición básico utilizado en electrónica; sin embargo, Los osciloscopios convencionales no facilitan tanto la medición de carga como la de giro.

La "señal de carga" es la carga total de las densidades de electrones de giro hacia arriba y hacia abajo. Más lejos, la "señal de espín" es la diferencia entre las densidades de electrones de espín hacia arriba y hacia abajo. Ambas señales que viajan en un dispositivo semiconductor pueden ser detectadas por el osciloscopio de resolución de espín, que se compone de un filtro de giro y detectores de carga de resolución temporal a escala nanométrica. El filtro de giro separa los electrones de giro hacia arriba y hacia abajo, mientras que el detector de carga de resolución temporal mide las formas de onda de las ondas de densidad de carga. Al combinar estos dispositivos espintrónicos y plasmónicos, se establece el osciloscopio de giro resuelto.

Con este osciloscopio de resolución de espín, Hashisaka y sus colegas demostraron mediciones de formas de onda de paquetes de ondas de densidad de carga y espín en un dispositivo semiconductor. Lograron observar el proceso de separación de carga y espín en un sistema electrónico unidimensional (1D) compuesto por canales de borde de Hall cuánticos, que es un sistema prototípico para la investigación de la dinámica electrónica de 1D. Este fue el primer experimento en el que una sola medición de forma de onda de separación de carga de espín permitió la estimación de todos los parámetros relevantes del sistema. Más lejos, Esta observación manifiesta no solo la utilidad del osciloscopio de resolución de espín, pero también la posibilidad de desarrollar nuevos dispositivos plasmónicos y espintrónicos basados ​​en materiales semiconductores 1D.

El osciloscopio de resolución de espín promoverá las investigaciones tanto en plasmónica como en espintrónica; por ejemplo, este dispositivo ayudará a los estudios de la dinámica electrónica en varios sistemas 1D. Además, el osciloscopio de resolución de espín allanará el camino para futuros "plasmónicos de espín, "donde se conseguirán dispositivos de ultra alta velocidad y bajo consumo energético.