En experimentos de bombeo giratorio, Hay cuatro posibles mecanismos para transportar una corriente de espín a través de una capa antiferromagnet (azul) que está intercalada entre dos ferromagnetos (violeta y naranja). (De arriba a abajo) La corriente de espín podría ser transportada por ondas de espín THz coherentes, por ondas de espín evanescentes de GHz, a través de una corriente de espín incoherente impulsada por un gradiente térmico, o mediante un intercambio magnético directo entre los dos ferroimanes. Nuevos experimentos indican que cuando el antiferromagnet NiO se intercala entre los ferromagnetos NiFe y FeCo, la transferencia de espín entre NiFe y FeCo se produce a través de una onda de espín evanescente coherente. Crédito: Física (2020). DOI:10.1103 / Physics.13.83
Los científicos han logrado un avance fundamental en lo importante, campo emergente de la espintrónica, que podría conducir a una nueva tecnología de datos energéticamente eficiente de alta velocidad.
Un equipo internacional de investigadores, incluida la Universidad de Exeter, ha hecho un descubrimiento revolucionario que tiene el potencial de proporcionar alta velocidad, bajo consumo de energía para algunos de los dispositivos electrónicos más utilizados del mundo.
Si bien la tecnología de la información actual se basa en la electrónica que consume una gran cantidad de energía, los electrones dentro de las corrientes eléctricas también pueden transferir una forma de momento angular llamado espín.
'Electrónica basada en espines o' espintrónica ', que explota la corriente de espín, tiene el potencial de ser no solo significativamente más rápido, pero también más eficiente energéticamente.
Los científicos han descubierto recientemente que algunos materiales antiferromagnéticos eléctricamente aislantes son conductores excepcionalmente buenos de corriente de espín pura.
En la nueva investigación, científicos de Exeter, en colaboración con las Universidades de Oxford, California Berkeley, y las fuentes de luz avanzada y de diamante, han demostrado experimentalmente que las corrientes alternas de espín de alta frecuencia se pueden transmitir mediante, y a veces amplificado dentro, capas delgadas de NiO antiferromagnético.
Los resultados demuestran que la corriente de espín en capas delgadas de NiO está mediada por ondas de espín evanescentes, un mecanismo similar al túnel mecánico cuántico.
El uso de capas delgadas de NiO para la transferencia y amplificación de la corriente alterna de espín a temperatura ambiente y frecuencias de gigahercios puede conducir a una tecnología de comunicación inalámbrica futura más eficiente.
La investigación se publica en Cartas de revisión física .
Maciej Dabrowski, El primer autor de la Universidad de Exeter dijo:"La confirmación del mecanismo de onda de espín evanescente mostrado por nuestro experimento indica que la transferencia del momento angular entre los espines y la red cristalina de un antiferromaimán se puede realizar en películas delgadas de NiO y abre la puerta a la construcción de amplificadores de corriente de espín a nanoescala ".
"Transferencia coherente del momento angular de espín mediante ondas de espín evanescentes dentro de NiO antiferromagnético" se publica en Cartas de revisión física .
