Il campo della spintronica si concentra sul comportamento del trasporto di spin nei metalli magnetici, e le principali scoperte in questo settore hanno importanti implicazioni per il campo dell'elettronica. Questo perché l'elettronica convenzionale considera principalmente la carica dell'elettrone, mentre la spintronica permette di sfruttare lo spin dell'elettrone. Uno dei progressi più significativi nella spintronica è stata l'introduzione dei gradi di libertà di spin dei semiconduttori, che sono componenti essenziali delle moderne applicazioni elettroniche e fotoniche. Però, la maggior parte degli esperimenti che studiano la manipolazione dello spin nei semiconduttori sono stati eseguiti sotto campi magnetici elevati ea temperature criogeniche.

Recentemente, Nozomi Nishizawa e Hiro Munekata e colleghi, dall'Istituto di Ricerca Innovativa, Istituto di tecnologia di Tokyo, ha esaminato il comportamento dei diodi emettitori di luce (LED) spin-polarizzati a temperatura ambiente e senza un campo magnetico esterno. Quindi, hanno raggiunto il risultato inaspettato dell'elettroluminescenza (EL) quasi puramente polarizzata circolarmente (CP).

I LED utilizzati nello studio contenevano una doppia eterostruttura epitassiale (struttura a sandwich) di AlGaAs/GaAs/AlGaAs, una barriera a tunnel in AlOx cristallino (per la stabilità elettrica durante il funzionamento), e un iniettore di spin nel piano di Fe policristallino. Durante l'operazione, spin di un determinato tipo sono stati iniettati nel dispositivo. Il rilassamento degli spin ha quindi causato la dispersione di questi spin e l'adozione di altri orientamenti ortogonali. Successivamente si è verificata la ricombinazione radiativa, che è stato osservato sotto forma di un'emissione polarizzata linearmente.

Gli esperimenti sui chip LED hanno mostrato che una maggiore densità di corrente ha generato un aumento dell'intensità di emissione. Nishizawa e colleghi hanno anche notato che la differenza tra i componenti EL sinistro e destro aumentava con la densità di corrente. Nello specifico, l'intensità della componente minoritaria mancina diminuiva con l'aumentare della densità di corrente, mentre quella della componente maggioritaria destrorsa è aumentata linearmente. Perciò, quando la densità di corrente era sufficientemente elevata (~ 100 A/scm), CP quasi puro è stato raggiunto. Indagando più in dettaglio questo comportamento, i ricercatori hanno scoperto che il drogaggio di tipo p nello strato attivo ha permesso l'osservazione della CP, che nasce da processi non lineari spin-dipendenti che si verificano a una densità di corrente sufficientemente elevata.

Nel futuro, verranno applicate densità di corrente più elevate per chiarire il meccanismo alla base di questi processi non lineari e per studiare la possibilità di emissione stimolata di CP in altre geometrie. Esistono anche altre importanti vie di indagine, per esempio., potenziali applicazioni spin-LED nelle comunicazioni ottiche sicure, diagnosi del cancro, e imaging dei nuclei otticamente potenziato.