Los científicos del Instituto de Tecnología de Tokio propusieron nuevos materiales cuasi-1-D para posibles aplicaciones espintrónicas, una tecnología de próxima aparición que explota el giro de los electrones. Realizaron simulaciones para demostrar las propiedades de giro de estos materiales y explicaron los mecanismos detrás de su comportamiento.

La electrónica convencional se basa en el movimiento de electrones y se refiere principalmente a su carga eléctrica. Sin embargo, la electrónica moderna está cerca de alcanzar los límites físicos para continuar mejorando. Pero los electrones tienen otra propiedad física cuántica intrínseca llamada "espín, "que puede interpretarse como un tipo de momento angular y puede ser" hacia arriba "o" hacia abajo ". Si bien los dispositivos electrónicos convencionales no se relacionan con el espín de los electrones, la espintrónica es un campo en el que el giro de los electrones conductores es crucial. Se pueden lograr importantes mejoras en el rendimiento y nuevas aplicaciones a través de las corrientes de giro.

Los investigadores todavía están tratando de encontrar formas convenientes de generar corrientes de espín a través de estructuras materiales que posean electrones con propiedades de espín deseables. El efecto Rashba-Bychkov (o simplemente efecto Rashba), que implica romper la simetría de los electrones de spin-up y spin-down, potencialmente podrían ser explotados para este propósito. El profesor asociado Yoshihiro Gohda del Instituto de Tecnología de Tokio y su colega han propuesto un nuevo mecanismo para generar una corriente de espín sin pérdida de energía a partir de una serie de simulaciones para nuevos materiales cuasi-1-D basados ​​en indio adsorbidos con bismuto que exhiben un efecto Rashba gigante. . "Nuestro mecanismo es adecuado para aplicaciones espintrónicas, teniendo la ventaja de que no requiere un campo magnético externo para generar una corriente de espín no disipativa, "explica Gohda. Esta ventaja simplificaría los posibles dispositivos espintrónicos y permitiría una mayor miniaturización.

Los investigadores realizaron simulaciones basadas en estos materiales para demostrar que su efecto Rashba puede ser grande y solo requiere aplicar un cierto voltaje para generar corrientes de espín. Al comparar las propiedades de Rashba de múltiples variaciones de estos materiales, proporcionaron explicaciones de las diferencias observadas en las propiedades de rotación de los materiales y una guía para una mayor exploración de materiales.

Este tipo de investigación es muy importante ya que se requieren tecnologías radicalmente nuevas si pretendemos mejorar aún más los dispositivos electrónicos e ir más allá de sus límites físicos actuales. "Nuestro estudio debería ser importante para las aplicaciones espintrónicas energéticamente eficientes y para estimular una mayor exploración de los diferentes sistemas 1-D Rashba, ", concluye Gohda. Desde memorias más rápidas hasta computadoras cuánticas, Los beneficios de una mejor comprensión y explotación de los sistemas Rashba tendrán, sin duda, enormes implicaciones.