Новый вид спинтроники смоделировали в RIKEN

Преобразование спинового тока во вращающийся вихрь зарядового тока смоделировали физики RIKEN, 12 апреля сообщает журнал Physical Review Letters.

Эта работа может стать основой при реализации энергоэффективных спинтронных устройств.

Помимо заряда электрон обладает свойством, известным как спин, который может принимать одно из двух направлений. Точно так же, как заряд электрона используется для обработки информации в электронике, поток спина может быть использован при создании спинтронных устройств. Преимущество спинтроники в том, что она более энергоэффективна, чем обычная электроника, поскольку, в отличие от электрического тока, спиновый ток не генерирует тепла.

Ученым пришла в голову идея использовать эффект Рашбы —необычное явление, открытое в 1959 году. Он возникает на некоторых поверхностях или на границе раздела двух материалов, где атомная структура не симметрична. Эффект Рашбы вызывает взаимодействие спина и орбитального движения электрона.

«Спин-орбитальная связь — это релятивистский эффект, который смешивает спин и орбитальное движение электронов. Связь Рашбы важна в оксидных структурах и в некоторых двумерных материалах, где она создает различные новые топологические явления, полезные для спинтроники», — объясняет Садамичи Маекава.

Ученые смоделировали ситуацию, когда спиновый ток вводится в материал с эффектом Рашбы через точечный электрический контакт. Оказалось, что в этих условиях возникает вращающийся поток зарядного тока. Т. е. материал преобразует угловой момент вращения отдельных частиц в основном в орбитальный угловой момент текущего вихря электронов.

Генерация вихрей зарядового тока дает возможность для реализации гидродинамической спинтроники, которая расширяет уже имеющиеся приложения.