Para aumentar la eficiencia de los microchips, Ahora se están investigando las estructuras tridimensionales. Sin embargo, componentes espintrónicos, que dependen del espín del electrón en lugar de la carga, son siempre planas. Para investigar cómo conectarlos a la electrónica 3-D, El físico de la Universidad de Groningen Dr. Kumar Sourav Das creó canales de transporte de espín curvos. Junto con sus colegas, descubrió que esta nueva geometría hace posible sintonizar independientemente las corrientes de carga y de giro. Los resultados fueron publicados en línea por la revista. Nano letras el 13 de septiembre de 2019.

Das comenzó con dos preguntas principales:cómo ajustar la corriente de espín usando geometría, y cómo crear transporte de espín en una nanoestructura 3-D. El espín del electrón es una propiedad de la mecánica cuántica, un momento magnético que se puede utilizar para transferir o almacenar información. Spin ya se usa en el almacenamiento de memoria, y también podría usarse en circuitos lógicos.

Arquitectura curva

"Hasta aquí, la mayoría de los dispositivos espintrónicos se han basado en una estructura plana. Queríamos averiguar cómo se comportan las corrientes de espín en un canal curvo, "dice Das. Usando sustratos de óxido de silicio con zanjas creadas por un haz de iones, diseñado en el HZDR en Dresde por el Dr. Denys Makarov, Das cultivó nanocanales de aluminio que cruzaron las trincheras. En esta arquitectura curva, el grosor del aluminio varía en dimensiones a nanoescala, más corto que la longitud de relajación del giro.

Das utilizó zanjas de diferentes tamaños y midió tanto la resistencia al giro como las corrientes de carga. "Lo que descubrimos es que las variaciones en el tamaño de la zanja afectan el giro y el transporte de carga en el canal de manera diferente, Das explica. "Por lo tanto, pudimos sintonizar independientemente las corrientes de carga y de giro en función de la geometría del canal".

Nuevas funcionalidades

Su colega, el Dr. Carmine Ortix de la Universidad de Utrecht, creó un modelo teórico que describe este fenómeno. “Nuestra teoría demuestra claramente que es posible ajustar de forma independiente las características de giro y carga utilizando solo la forma de los materiales. Esta posibilidad supera los obstáculos tecnológicos existentes para la aplicabilidad de la espintrónica en la electrónica moderna, ", dice el Dr. Ortix." La extensión de estructuras de baja dimensión en el espacio tridimensional puede proporcionar los medios para modificar las funcionalidades convencionales o incluso lanzar funcionalidades completamente nuevas adaptando adecuadamente la forma de los materiales reales ".

"Este descubrimiento es importante porque nos permite ajustar los componentes espintrónicos para que coincidan tanto con la corriente de giro como con la corriente de carga de los circuitos electrónicos, ", dice Das." Permite la integración eficiente de inyectores y detectores de espín o transistores de espín en los circuitos 3-D modernos ". Esto podría ayudar a crear dispositivos electrónicos más eficientes desde el punto de vista energético, ya que la espintrónica es una forma atractiva de crear dispositivos de bajo consumo. "Y ahora podemos usar nuestro modelo para diseñar canales con un propósito".