Электронные спиновые взаимодействия спинтронного материала непокрытого

Ученые из Калифорнийского университета Риверсайд предприняли необычный подход для определения прочности электронных спиновых взаимодействий с оптическими фононами в кристаллах оксида никеля (NiO), согласно новому докладу, опубликованному в журнале Applied Physics Письма .

Работа может иметь серьезные последствия для спинтронных устройств, которые используют сигналы, передаваемые спиновыми волнами, распространяющиеся возмущения в упорядочении магнитных материалов, которые передаются как ряд падающих домино. NiO является привлекательным материалом для создания этих устройств.

Согласно их докладу, исследовательская группа использовала спектроскопию ультрафиолетового комбинационного рассеяния, чтобы проанализировать влияние спинового упорядочения на энергии фононов, содержащихся в этих материалах. Фононы – это энергии, связанные с колебаниями ионов в кристаллической решетке материалов. Фононы способны взаимодействовать с электронами и их спинами, что может привести к дисперсии энергии. Для создания практических спинтронных устройств необходимо точно знать силу электронных спиновых взаимодействий с фононами

«Несмотря на то, что оксид никеля изучается в течение многих лет, тайны остались», – сказал в своем пресс-релизе автор исследования 19459011 года Александр Баландин, профессор электротехники и вычислительной техники в UC Riverside. «Наши результаты проливают свет на некоторые из давних головоломок, окружающих этот материал, наслаждаясь необычной спин-фононной связью».

Исследовательская группа сказала, что ключом к их исследованию было сочетание спектроскопии комбинационного рассеяния и ультрафиолетового лазера, а не обычного лазера.

«Трюк работал, потому что соответствующие фоновые пики можно увидеть с гораздо лучшим разрешением в спектре оксида никеля при возбуждении ультрафиолетового лазера» Баландин сказал:

Анализ спин-фононного взаимодействия будет иметь большое значение для роста и развития спинтронных устройств, говорится в исследовании. В отличие от обычных электронных транзисторов, устройства spintronic преобразуют и передают данные со спиновыми токами или волнами, а не электрическими токами. Из-за этого для хранения и обработки данных могут использоваться электроизоляционные магнитные материалы, такие как оксид никеля.

Кроме того, не используя электрические токи, устройства spintronic обладают огромным потенциалом для сверхбыстрой и низкоэнергетической диссипации. Взаимодействие с фононами является одним из многих механизмов переноса энергии в спинтронике. Информация, полученная учеными-исследователями, может помочь в усовершенствовании конструкции спинтронных устройств путем изменения фононных качеств и способа взаимодействия фононов с электронными спинами.

Мы надеемся, что наши результаты будут способствовать лучшему пониманию механизмов взаимодействия спиновых волн с колебаниями кристаллической решетки и каналов потерь энергии в устройствах оксида никеля. Следующим шагом будет исследование спин-фононного взаимодействия в наноразмерных тонких пленках и структурах, сделанных из этого важного антиферромагнитного материала.

Александр Баландин, автор исследования

Новое исследование появилось сразу после публикации в журнале Nature Communications опубликованной в прошлом месяце, о том, что можно управлять электрическим током, используя вращающиеся волны света. Согласно этому отчету, исследователи смогли манипулировать потоком электронов с «вращающимся» светом за счет спинов этих электронов. Использование исследования спиннинга или «циркулярно поляризованного» света привело к появлению спин-поляризованного электрического тока, который можно было использовать в качестве источника тока для спинтронных устройств.

Исследовательская группа также обнаружила, что изменение траектории света, в свою очередь, меняет направление тока и его спиновую поляризацию. Исследовательская группа заявила, что они смогли исключить другие потенциальные причины обнаруженного эффекта, такие как тепло, создаваемое светом.

«Наши исследования объединяют две важные области нанотехнологий: спинтронику и нанофотонику. Она полностью интегрирована с кремниевой фотонной схемой, которая может быть изготовлена ​​в больших масштабах и уже широко используется в оптической связи в центрах обработки данных, « сказал исследователь Ли Хэ в пресс-релизе.

Изображение кредита: Екатерина Кулаева / Shutterstock

Отказ от ответственности: мнения, выраженные здесь, принадлежат авторам, выраженным в их личном качестве, и не обязательно представляют мнение AZoM.com Limited T / A AZoNetwork, владельца и оператора этого сайта. Это отказ от ответственности является частью Условий использования этого веб-сайта.

Source link