Una capa intermedia que consta de unos pocos átomos ayuda a mejorar el transporte de las corrientes de espín de un material a otro. Hasta ahora, este proceso implica pérdidas importantes. Un equipo de la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU), el Instituto Max Planck (MPI) de Física de Microestructuras y la Freie Universität Berlin informa en la revista científica ACS Nano Letters sobre cómo se puede evitar esto. Los investigadores demuestran nuevos conocimientos importantes relevantes para muchas aplicaciones espintrónicas, incluidas las tecnologías de almacenamiento ultrarrápidas y de eficiencia energética del futuro.

En la microelectrónica moderna, la carga de los electrones se utiliza para transportar información en componentes electrónicos, teléfonos móviles y medios de almacenamiento. El transporte de carga requiere una cantidad relativamente grande de energía y genera calor. La espintrónica podría ofrecer una alternativa de ahorro de energía. La idea básica es utilizar el giro en el procesamiento de la información. El espín es el momento angular intrínseco de los electrones que crea un momento magnético. Esto genera el magnetismo que finalmente se utilizará para procesar la información.

En espintrónica, las corrientes de espín también deben transferirse de un material al siguiente. "En muchos casos, el transporte de espín a través de las interfaces es un proceso con muchas pérdidas", explica el profesor de física Georg Woltersdorf de MLU, quien dirigió el estudio. El equipo buscó una forma de mitigar estas pérdidas utilizando un enfoque que, al principio, suena bastante contradictorio:integraron una barrera aislante entre los dos materiales.

"Diseñamos el aislador a nivel atómico para que se volviera metálico y pudiera conducir las corrientes de espín. Esto nos permitió mejorar significativamente el transporte de espín y optimizar las propiedades interfaciales", dice Woltersdorf, resumiendo el proceso. Las muestras de material se produjeron en el Instituto Max Planck de Física de Microestructuras. El efecto inesperado se descubrió a través de mediciones del transporte de espín realizadas en MLU y la Freie Universität Berlin. El equipo también proporciona la base teórica para el nuevo descubrimiento. Según Woltersdorf, esto se puede describir utilizando modelos relativamente simples sin acoplamiento espín-órbita.

Los resultados son muy relevantes para muchas aplicaciones espintrónicas. Por ejemplo, se pueden utilizar para mejorar los emisores de terahercios espintrónicos. La radiación de terahercios no solo se aplica en la investigación, sino también en la electrónica de alta frecuencia, la medicina, las pruebas de materiales y la tecnología de la comunicación. + Explora más

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