چگونه یک عایق نازک اتمی به انتقال اسپین ها کمک می کند

تاریخ : ۲۳ اردیبهشت ۱۴۰۱

تعداد بازدید : ۱۲۵

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

یافته‌های اخیر محققان نشان می‌دهد که چگونه یک عایق نازک اتمی به انتقال اسپین ها کمک می کند. این یافته‌ها به توسعه حوزه اسپین‌ترونیک کمک شایانی می‌کند

یک لایه میانی متشکل از چند اتم به بهبود انتقال جریان‌های اسپین از یک ماده به ماده دیگر کمک می‌کند. با این حال چنین فرآیندی متضمن هدر رفت‌های قابل توجهی است. تیمی از محققان دانشگاه مارتین لوتر هال-ویتنبرگ (MLU)، موسسه ماکس پلانک (MPI) و دانشگاه فری برلین مقاله‌ای در مجله ACS Nano Letters منتشر کردند که در آن در مورد چگونگی جلوگیری از این موضوع توضیح داده‌اند.

 

در این مقاله محققان دیدگاه‌های جدیدی مرتبط با بسیاری از کاربردهای اسپینترونیک، از جمله فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی کارآمد و فوق سریع در آینده را نشان می‌دهند.

 

در میکروالکترونیک مدرن، از بار الکترون‌ها برای حمل اطلاعات در قطعات الکترونیکی، تلفن‌های همراه و ادوات ذخیره سازی استفاده می شود. انتقال بار به مقدار نسبتاً زیادی انرژی نیاز دارد و گرما تولید می کند. اسپینترونیک می‌تواند جایگزینی برای صرفه جویی در انرژی ارائه دهد. ایده اصلی استفاده از اسپین در پردازش اطلاعات است. اسپین ممنتوم زاویه‌ای ذاتی الکترون‌ها است که گشتاور مغناطیسی ایجاد می‌کند. این حرکت خواص مغناطیسی ایجاد می‌کند که در نهایت برای پردازش اطلاعات استفاده می‌شود.

 

در اسپینترونیک، جریان های اسپین نیز باید از یک ماده به ماده دیگر منتقل شوند. پروفسور گئورگ والترزدورف، که این مطالعه را رهبری می‌کند، توضیح می‌دهد: «در بسیاری از موارد، انتقال اسپین در میان رابط‌ها یک فرآیند بسیار پرتلفات است.»

 

 این تیم به دنبال راهی برای کاهش این تلفات با استفاده از رویکردی بودند که در ابتدا بسیار متناقض به نظر می رسید: آنها یک مانع عایق بین این دو ماده ایجاد کردند.

 

گئورگ والترزدورف با خلاصه کردن این فرآیند می‌گوید: «ما عایق را در سطح اتمی طراحی کردیم تا فلزی شود و بتواند جریان‌های اسپین را هدایت کند. این کار ما را قادر می‌سازد تا انتقال اسپین را به طور قابل توجهی بهبود بخشیم و ویژگی‌های سطحی را بهینه کنیم.»

 

 نمونه های مواد در مؤسسه ماکس پلانک تولید شد. این اثر غیرمنتظره از طریق اندازه گیری انتقال اسپین انجام شده در دانشگاه مارتین لوتر هال-ویتنبرگ برلین کشف شد. این تیم همچنین مبنای نظری این کشف جدید را هم ارائه کردند.

 

نتایج این پروژه برای بسیاری از کاربردهای اسپینترونیک قابل استفاده است. به عنوان مثال، می توان از آنها برای بهبود ساطع کننده تراهرتز اسپینترونیک استفاده کرد. تشعشعات تراهرتز نه تنها در تحقیقات، بلکه در الکترونیک با فرکانس بالا، پزشکی، آزمایش مواد و فناوری ارتباطات نیز کاربرد دارد.

منبع : https://phys.org/news/2022-05-spintronics-atom-thin-insulator.html

نظر شما