Uno strato intermedio costituito da pochi atomi contribuisce a migliorare il trasporto delle correnti di spin da un materiale all'altro. Finora, questo processo comporta perdite significative. Un team della Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU), del Max Planck Institute (MPI) for Microstructure Physics e della Freie Universität Berlin riferisce sulla rivista scientifica ACS Nano Letters su come questo può essere evitato. I ricercatori dimostrano così nuove importanti intuizioni rilevanti per molte applicazioni spintroniche, comprese le tecnologie di archiviazione ad alta efficienza energetica e ultraveloci del futuro.

Nella moderna microelettronica, la carica degli elettroni viene utilizzata per trasportare informazioni in componenti elettronici, telefoni cellulari e supporti di memorizzazione. Il trasporto di carica richiede una quantità relativamente grande di energia e genera calore. La spintronica potrebbe offrire un'alternativa di risparmio energetico. L'idea di base è quella di utilizzare lo spin nell'elaborazione delle informazioni. Lo spin è il momento angolare intrinseco degli elettroni che crea un momento magnetico. Questo genera il magnetismo che verrà infine utilizzato per elaborare le informazioni.

Nella spintronica, anche le correnti di spin devono essere trasferite da un materiale all'altro. "In molti casi, il trasporto di spin attraverso le interfacce è un processo molto lento", spiega il fisico Professor Georg Woltersdorf della MLU, che ha guidato lo studio. Il team ha cercato un modo per mitigare queste perdite utilizzando un approccio che, a prima vista, suona piuttosto contraddittorio:hanno integrato una barriera isolante tra i due materiali.

"Abbiamo progettato l'isolante a livello atomico in modo che diventasse metallico e potesse condurre le correnti di spin. Questo ci ha permesso di migliorare significativamente il trasporto di spin e ottimizzare le proprietà interfacciali", afferma Woltersdorf, riassumendo il processo. I campioni di materiale sono stati prodotti presso il Max Planck Institute for Microstructure Physics. L'effetto inaspettato è stato scoperto attraverso misurazioni del trasporto di spin condotte presso la MLU e la Freie Universität Berlin. Il team fornisce anche le basi teoriche per la nuova scoperta. Secondo Woltersdorf, questo può essere descritto utilizzando modelli relativamente semplici senza accoppiamento spin-orbita.

I risultati sono molto rilevanti per molte applicazioni spintroniche. Ad esempio, possono essere utilizzati per migliorare gli emettitori di terahertz spintronici. La radiazione terahertz non viene applicata solo nella ricerca, ma anche nell'elettronica ad alta frequenza, nella medicina, nei test sui materiali e nella tecnologia della comunicazione. + Esplora ulteriormente

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