Il movimento degli elettroni può avere un'influenza significativamente maggiore sugli effetti spintronici rispetto a quanto precedentemente ipotizzato. Questa scoperta è stata fatta da un team internazionale di ricercatori guidati da fisici della Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU). Fino ad ora, un calcolo di questi effetti ha preso, soprattutto, lo spin degli elettroni in considerazione. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Ricerca sulla revisione fisica e offre un nuovo approccio nello sviluppo di componenti spintronici.

Molti dispositivi tecnici si basano sull'elettronica a semiconduttore convenzionale. Le correnti di carica vengono utilizzate per memorizzare ed elaborare le informazioni in questi componenti. Però, questa corrente elettrica genera calore e si perde energia. Per aggirare questo problema, la spintronica utilizza una proprietà fondamentale degli elettroni nota come spin. "Questo è un momento angolare intrinseco, che può essere immaginato come un movimento rotatorio dell'elettrone attorno al proprio asse, " spiega la dott.ssa Annika Johansson, un fisico alla MLU. Lo spin è legato ad un momento magnetico che, oltre alla carica degli elettroni, potrebbe essere utilizzato in una nuova generazione di componenti veloci ed efficienti dal punto di vista energetico.

Per raggiungere questo obiettivo è necessaria una conversione efficiente tra le correnti di carica e di rotazione. Questa conversione è resa possibile dall'effetto Edelstein:applicando un campo elettrico, una corrente di carica viene generata in un materiale originariamente non magnetico. Inoltre, gli spin dell'elettrone si allineano, e il materiale diventa magnetico. "I precedenti articoli sull'effetto Edelstein si sono concentrati principalmente su come lo spin degli elettroni contribuisce alla magnetizzazione, ma gli elettroni possono anche trasportare un momento orbitale che contribuisce anch'esso alla magnetizzazione. Se lo spin è la rotazione intrinseca dell'elettrone, allora il momento orbitale è il moto attorno al nucleo dell'atomo, " dice Johansson. Questo è simile alla terra, che ruota sia sul proprio asse che intorno al sole. come rotazione, questo momento orbitale genera un momento magnetico.

In questo ultimo studio, i ricercatori hanno utilizzato simulazioni per studiare l'interfaccia tra due materiali di ossido comunemente usati nella spintronica. "Sebbene entrambi i materiali siano isolanti, un gas di elettroni metallico è presente alla loro interfaccia che è noto per la sua efficiente conversione da carica a spin, " afferma Johansson. Il team ha anche preso in considerazione il momento orbitale nel calcolo dell'effetto Edelstein e ha scoperto che il suo contributo all'effetto Edelstein è di almeno un ordine di grandezza maggiore di quello dello spin. Questi risultati potrebbero aiutare ad aumentare l'efficienza della spintronica. componenti.