Investigadores de la Universidad de Nueva York e IBM Research han demostrado un nuevo mecanismo que involucra el movimiento de electrones en materiales magnéticos que apunta a nuevas formas de mejorar potencialmente el almacenamiento de datos. La obra, reportado en la revista Cartas de revisión física , desvela un proceso para establecer la dirección de la información magnética, o girar, basado en una corriente eléctrica.

El descubrimiento proviene del campo científico de la espintrónica, que considera materia condensada y física cuántica. Spintronics es la abreviatura de electrónica, o dispositivos eléctricos, que utilizan el espín del electrón además de su carga eléctrica.

"Uno de los principales objetivos de la investigación de la espintrónica es controlar la dirección del giro de los electrones en los materiales, "explica Andrew Kent, profesor del Departamento de Física de la Universidad de Nueva York y uno de los autores principales del artículo. "Esta investigación muestra un mecanismo nuevo y fundamental para establecer la dirección de giro del electrón en un material conductor".

"Este avance en la espintrónica ofrece una forma novedosa de ejercer pares sobre una capa magnética, ", agrega el coautor principal Jonathan Sun de IBM Research y un académico visitante en NYU." Es un avance prometedor que tiene el potencial de reducir los requisitos de energía y espacio para el almacenamiento de datos de dispositivos ".

La obra, realizado con Junwen Xu, un estudiante graduado de la NYU, y Christopher Safranski de IBM Research, es el último ejemplo de un fenómeno fundamental para la transmisión de información:su alteración de una forma a otra.

Por ejemplo, Los teléfonos móviles convierten la voz y los correos electrónicos en ondas de radio que viajan a las torres de teléfonos móviles donde las señales se transforman en eléctricas mientras que Internet transforma las señales eléctricas en ópticas (es decir, pulsos de luz) para transmisión a larga distancia.

En el Cartas de revisión física investigar, Safranski, Sol, Xu, y Kent se centró en demostrar un mecanismo novedoso para el control de la dirección de giro:la dirección que controla los bits de información almacenados.

Históricamente, Se ha demostrado que el flujo de corriente en metales pesados ​​no magnéticos conduce a la polarización del espín. o una dirección de su momento magnético neto, en la superficie del conductor, un efecto conocido como efecto Hall de giro. Sin embargo, la dirección de la polarización del espín en el efecto Hall de espín es siempre paralela a la superficie del conductor. Esto limita sus aplicaciones porque proporciona solo un eje posible de polarización de espín, limitar la densidad de almacenamiento.

En el Cartas de revisión física investigar, los científicos utilizaron el efecto Hall plano en un conductor ferromagnético para controlar la orientación del eje de polarización de espín.

Específicamente, desplegaron un conductor ferromagnético:hierro, níquel, y el cobalto son ejemplos de tales conductores, y se encontró que el flujo de corriente en el conductor puede producir una polarización de espín que está en una dirección determinada por su momento magnético. Esto es significativo porque la dirección del momento magnético ahora se puede establecer en casi cualquier dirección deseada para luego establecer la polarización de espín, una flexibilidad que no es posible bajo los contornos del efecto Hall de espín en metales pesados ​​no magnéticos.

También encontraron que estos espines polarizados viajan fuera de la capa ferromagnética y conducen a una corriente de espín pura, una corriente de espín sin corriente eléctrica asociada, en un metal no magnético adyacente. Este fenómeno tiene el potencial de habilitar una nueva generación de dispositivos de memoria controlados por giro para una tecnología de memoria de mayor densidad y más eficiente.