Negli esperimenti di pompaggio di spin, ci sono quattro possibili meccanismi per trasportare una corrente di spin attraverso uno strato antiferromagnete (blu) che è racchiuso tra due ferromagneti (viola e arancione). (Dall'alto in basso) La corrente di spin potrebbe essere trasportata da onde di spin THz coerenti, da onde di spin evanescenti a GHz, attraverso una corrente di spin incoerente guidata da un gradiente termico, oppure tramite uno scambio magnetico diretto tra i due ferromagneti. Nuovi esperimenti indicano che quando l'antiferromagnete NiO è inserito tra i ferromagneti NiFe e FeCo, il trasferimento di spin tra NiFe e FeCo avviene tramite un'onda di spin evanescente coerente. Credito: Fisica (2020). DOI:10.1103/Fisica.13.83
Gli scienziati hanno compiuto una svolta fondamentale nell'importante, campo emergente della spintronica, che potrebbe portare a una nuova tecnologia dei dati ad alta velocità e ad alta efficienza energetica.
Un team internazionale di ricercatori, compresa l'Università di Exeter, ha fatto una scoperta rivoluzionaria che ha il potenziale per fornire alta velocità, basso consumo energetico per alcuni dei dispositivi elettronici più utilizzati al mondo.
Mentre la tecnologia dell'informazione di oggi si basa su un'elettronica che consuma un'enorme quantità di energia, gli elettroni all'interno delle correnti elettriche possono anche trasferire una forma di momento angolare chiamato spin.
'Elettronica basata sullo spin o 'spintronica', che sfrutta la corrente di spin, ha il potenziale per essere non solo significativamente più veloce, ma anche più efficiente dal punto di vista energetico.
Gli scienziati hanno recentemente scoperto che alcuni materiali antiferromagnetici elettricamente isolanti sono conduttori eccezionalmente buoni di pura corrente di spin.
Nella nuova ricerca, scienziati di Exeter, in collaborazione con le Università di Oxford, California Berkeley, e le sorgenti luminose Advanced e Diamond, hanno dimostrato sperimentalmente che le correnti di spin alternate ad alta frequenza possono essere trasmesse da, e a volte amplificato dentro, sottili strati di NiO antiferromagnetico.
I risultati dimostrano che la corrente di spin in strati sottili di NiO è mediata da onde di spin evanescenti, un meccanismo simile al tunneling meccanico quantistico.
L'uso di strati sottili di NiO per il trasferimento e l'amplificazione della corrente di spin ac a temperatura ambiente e frequenze gigahertz può portare a una tecnologia di comunicazione wireless futura più efficiente.
La ricerca è pubblicata su Lettere di revisione fisica .
Maciej Dabrowski, Il primo autore dell'Università di Exeter ha dichiarato:"La conferma del meccanismo evanescente delle onde di spin mostrato dal nostro esperimento indica che il trasferimento del momento angolare tra gli spin e il reticolo cristallino di un antiferromagnete può essere realizzato in sottili film di NiO e apre la porta a la costruzione di amplificatori di corrente di spin su scala nanometrica".
"Trasferimento coerente del momento angolare di spin mediante onde di spin evanescenti all'interno di NiO antiferromagnetico" è pubblicato in Lettere di revisione fisica .
