Un professore di NUST MISIS faceva parte di un gruppo di ricerca internazionale che ha trovato prove dell'esistenza dell'accoppiamento spin-orbita di Zeeman nei conduttori antiferromagnetici. Questo lavoro potrebbe aprire la strada alla prossima generazione di elettronica. Lo studio è stato pubblicato su npj Materiali quantistici .

L'elettrone possiede due proprietà fondamentali:carica e spin. I dispositivi elettronici convenzionali utilizzano solo la carica dell'elettrone per l'elaborazione delle informazioni. Negli ultimi anni, un enorme sforzo di ricerca è stato concentrato sulla costruzione di dispositivi elettronici fondamentalmente nuovi (spesso chiamati "dispositivi spintronici") che sfrutterebbero specificamente le proprietà di spin oltre ai gradi di libertà della carica. Il passaggio dall'elettronica convenzionale alla tecnologia spintronica apre la possibilità di costruire dispositivi con un'elevata densità di archiviazione e un funzionamento rapido. La natura a due componenti dei sistemi basati su spin li rende potenzialmente applicabili per il calcolo quantistico.

Lo sforzo attuale nella progettazione di dispositivi spintronici si sta concentrando sulla comprensione e sull'utilizzo dell'accoppiamento spin-orbita, un'interazione tra il momento angolare orbitale e il momento angolare di spin di una singola particella, come un elettrone. Però, l'accoppiamento spin-orbita che si verifica in molti composti è spesso debole o la sua comparsa richiede l'uso di componenti pesanti. Un modo per superare le sfide legate all'accoppiamento spin-orbita potrebbe essere l'uso di antiferromagnetici. Un accoppiamento spin-orbita di natura insolita, Si prevede che il cosiddetto accoppiamento spin-orbita di Zeeman si manifesti in un'ampia gamma di conduttori ferromagnetici. Essendo proporzionale al campo magnetico applicato, l'accoppiamento è sintonizzabile. Ancora, mancavano prove sperimentali di questo fenomeno.

La collaborazione di un fisico NUST MISIS con colleghi tedeschi, Francia e Giappone hanno prodotto, per la prima volta, prove sperimentali dell'accoppiamento spin-orbita di Zeeman in due conduttori a strati molto diversi:un superconduttore antiferromagnetico organico, e un importante superconduttore drogato con elettroni che appartiene alla famiglia dei materiali superconduttori cuprati ad alta temperatura. Ottenuto su due materiali molto diversi, i risultati di questo lavoro dimostrano la natura generica dell'accoppiamento spin-orbita di Zeeman. Oltre alla sua fondamentale importanza, l'accoppiamento spin-orbita di Zeeman apre nuove possibilità per la manipolazione dello spin, molto ricercato nell'attuale sforzo di sfruttare lo spin degli elettroni per future applicazioni spintroniche.

"L'accoppiamento spin-orbita di Zeeman può essere significativamente più forte di altri tipi noti di accoppiamento spin-orbita, fornendo così nuove strade per lo sviluppo di dispositivi elettronici fondamentalmente nuovi", ha osservato Pavel Grigoriev, Professore presso il Dipartimento di Fisica Teorica e Tecnologie Quantistiche del NUST MISIS, ricercatore senior presso il Landau Institute for Theoretical Physics.