Durante las últimas dos décadas, una nueva área en la interfaz de la física de semiconductores, la electrónica y la mecánica cuántica ha ido ganando popularidad entre los físicos teóricos y los experimentadores. Este nuevo campo se llama espintrónica, y una de sus principales tareas es aprender a controlar el giro de los portadores de carga en estructuras semiconductoras bien conocidas. Siempre se requieren muchos esfuerzos teóricos antes de que alguna idea encuentre su encarnación en un dispositivo real, y hasta ahora el trabajo teórico sobre espintrónica ha superado la investigación experimental.

Denis Khomitsky, La profesora asociada del Departamento de Física Teórica de la Universidad Lobachevsky junto con la estudiante de posgrado Ekaterina Lavrukhina en colaboración con la profesora Evgeny Sherman de la Universidad del País Vasco en Bilbao (España) han propuesto un nuevo modelo que describe el comportamiento del espín de electrones en un nanoalambre semiconductor con una profundidad punto cuántico (un área donde el movimiento de electrones está confinado por electrodos), donde el comportamiento del espín se puede controlar mediante un campo eléctrico periódico.

Se sabe que en materiales con fuertes interacciones espín-orbital es posible controlar el espín del electrón sin cambiar el campo magnético. En lugar de, el control se puede lograr aplicando un campo eléctrico periódico a una frecuencia especialmente seleccionada.

Este fenómeno, llamada resonancia de espín dipolo eléctrico, se conoce desde hace bastante tiempo, pero su aplicación práctica es todavía limitada y existe la necesidad de dicha tecnología.

"En el modelo propuesto, hemos dilucidado el papel de los estados continuos con energías 'por encima' del punto cuántico, hacia el cual el electrón inevitablemente se abrirá camino o hará un túnel bajo la acción de un campo suficientemente fuerte en el proceso de resonancia. Resulta que para acelerar el giro, que es muy deseable en electrónica y espintrónica, no es necesario tener campos eléctricos muy fuertes, porque en tales campos el electrón entra en el continuo demasiado rápido, y la proyección de su giro comienza a desvanecerse con el tiempo, quitando información valiosa, "dice Denis Khomitsky, quien está a cargo de este proyecto de investigación en la Universidad Lobachevsky.

Por eso, una conclusión prácticamente importante:es necesario elegir un intervalo óptimo de campos de control en tales estructuras, lo que permitirá hacer girar el giro del electrón con rapidez y "cuidado" lo suficiente como para no perder la valiosa información.

El trabajo está publicado en Revisión física aplicada .