Un'illustrazione schematica del campione utilizzato nel presente studio. Il campione è costituito da un cantilever in Y3Fe5O12(YIG) collegato a un bordo di un film YIG e un riscaldatore posto sul film YIG attorno alla radice del cantilever. Una corrente elettrica applicata al riscaldatore genera calore, che scorre attraverso il film YIG e il substrato GGG verso il supporto del campione. La corrente di calore crea un accumulo di onde di spin (magnon) sulla superficie e sul fondo del film YIG. L'accumulo inietta corrente di spin nel cantilever YIG collegato attorno alla superficie del film. Credito:Kazuya Hari
I micro elementi meccanici sono componenti indispensabili dei moderni dispositivi elettrici, ma la loro attuazione richiede corrente elettrica. Diventa più difficile cablare l'elemento man mano che si persegue un ulteriore ridimensionamento del dispositivo. Come via d'uscita da questo problema, i ricercatori hanno dimostrato un nuovo modo per fornire una forza per guidare la micromeccanica mediante la corrente di spin.
La corrente di spin è un flusso di momento angolare dell'elettrone nella materia. La corrente di spin è stata utilizzata come nuovo vettore di informazioni nel contesto della spintronica, come i dischi rigidi (HDD) e la memoria magnetica ad accesso casuale (MRAM). In tale contesto, l'iniezione di corrente di spin può controllare l'orientamento dei micro magneti esercitando una coppia magnetica.
Considerando la natura del momento angolare della corrente di spin, cosa accadrebbe quando la corrente di spin viene iniettata a un oggetto meccanico? L'eccesso di momento angolare iniettato può esercitare una coppia meccanica su di esso. Questa è l'idea.
In questo studio, i ricercatori hanno fabbricato una micro struttura a sbalzo fatta di granato di ferro e ittrio isolante magnetico (YIG:Y 3 Fe 5 oh 12 ). Un filo metallico sottile è stato messo sulla radice del cantilever come riscaldatore. Quando la corrente elettrica scorre nel filo, il filo funziona come un generatore di corrente di spin per effetto Seebeck di spin e la corrente di spin si propaga nel micro cantilever. I ricercatori hanno misurato la vibrazione del cantilever iniettando la corrente di spin modulata vicino alla frequenza di risonanza del micro cantilever. La misurazione ha confermato che solo l'iniezione di corrente di spin con un orientamento di spin appropriato può eccitare la vibrazione del cantilever.
"Questo meccanismo di azionamento di micro macchine non richiede un cablaggio elettrico su di esso, "Kazuya Harii, un ricercatore presso ERATO Saitoh Spin Quantum Rectification Project, disse. "Questo meccanismo è applicabile a qualsiasi oggetto meccanico su scala micro e nanometrica".
