Τα υλικά Spintronic δείχνουν την πρώτη τους κίνηση
Σε μια σημαντική ανακάλυψη που θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για νέους τύπους ηλεκτρονικών συσκευών, οι επιστήμονες έχουν αποδείξει τον πρώτο ηλεκτρικό χειρισμό των περιστροφών ηλεκτρονίων σε ένα δισδιάστατο υλικό.
Η ανακάλυψη, που αναφέρθηκε στο περιοδικό Nature, έγινε από μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον καθηγητή Stephen Park στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Berkeley. Η ομάδα χρησιμοποίησε ένα υλικό που ονομάζεται δισουλφίδιο του μολυβδαινίου (MOS2), το οποίο είναι ένας δισδιάστατος ημιαγωγός που είναι μόνο λίγα άτομα πάχους.
Στα συμβατικά ηλεκτρονικά, η ροή των ηλεκτρονίων ελέγχεται από το φορτίο τους. Ωστόσο, στην Spintronics, οι περιστροφές των ηλεκτρονίων χρησιμοποιούνται επίσης για την κωδικοποίηση πληροφοριών. Αυτό θα μπορούσε ενδεχομένως να οδηγήσει σε νέους τύπους συσκευών που είναι ταχύτερα, πιο ενεργειακά αποδοτικά και πιο ασφαλή από τα συμβατικά ηλεκτρονικά.
Η ομάδα του Berkeley ήταν σε θέση να χειριστεί ηλεκτρικά τις περιστροφές των ηλεκτρονίων στο MOS2 χρησιμοποιώντας μια τεχνική που ονομάζεται σύζευξη περιστροφής-τροχιάς. Η σύζευξη περιστροφής-τροχιάς είναι ένα σχετικιστικό αποτέλεσμα που συμβαίνει όταν η περιστροφή ενός ηλεκτρονίου αλληλεπιδρά με το ηλεκτρικό πεδίο του πυρήνα του ατόμου.
Με τον προσεκτικό έλεγχο του ηλεκτρικού πεδίου στο MOS2, οι ερευνητές ήταν σε θέση να προκαλέσουν ένα ρουτίνα στα ηλεκτρόνια, πράγμα που σημαίνει ότι οι περιστροφές των ηλεκτρονίων αντιστράφηκαν. Αυτή ήταν η πρώτη φορά που η ηλεκτρική χειραγώγηση των περιστροφών ηλεκτρονίων είχε αποδειχθεί σε ένα δισδιάστατο υλικό.
Η ανακάλυψη είναι μια σημαντική ανακάλυψη στον τομέα της Spintronics. Θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων τύπων ηλεκτρονικών συσκευών που βασίζονται στις περιστροφές των ηλεκτρονίων και όχι στο φορτίο τους. Αυτές οι συσκευές θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για μια ποικιλία εφαρμογών, όπως η αποθήκευση δεδομένων, ο υπολογισμός και η ανίχνευση.
"Αυτό είναι ένα σημαντικό ορόσημο στην ανάπτυξη της Spintronics", δήλωσε ο καθηγητής Park. "Έχουμε δείξει ότι είναι δυνατόν να χειριστούμε ηλεκτρικά τις περιστροφές των ηλεκτρονίων σε ένα δισδιάστατο υλικό.
Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών και το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ.
