Bagaimana isolator setipis atom membantu mengangkut putaran —

Lapisan perantara yang terdiri dari beberapa atom membantu meningkatkan pengangkutan arus putaran dari satu bahan ke bahan lainnya. Hingga saat ini, proses ini melibatkan kerugian yang signifikan. Sebuah tim dari Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU), Max Planck Institute (MPI) untuk Fisika Mikrostruktur, dan Freie Universität Berlin melaporkan dalam jurnal ilmiah Surat Nano ACS tentang bagaimana hal ini dapat dihindari. Dengan demikian, para peneliti menunjukkan wawasan baru yang penting yang relevan untuk banyak aplikasi spintronic, misalnya teknologi penyimpanan hemat energi dan ultra-cepat di masa depan.

Dalam mikroelektronika modern, muatan elektron digunakan untuk membawa informasi dalam komponen elektronik, telepon seluler, dan media penyimpanan. Transportasi muatan membutuhkan energi yang relatif besar dan menghasilkan panas. Spintronics bisa menawarkan alternatif hemat energi. Ide dasarnya adalah memanfaatkan putaran dalam pemrosesan informasi. Spin adalah momentum sudut intrinsik elektron yang menciptakan momen magnetik. Ini menghasilkan magnet yang pada akhirnya akan digunakan untuk memproses informasi.

Dalam spintronics, arus spin juga harus ditransfer dari satu material ke material berikutnya. “Dalam banyak kasus, transportasi putaran melintasi antarmuka adalah proses yang sangat merugikan,” jelas fisikawan Profesor Georg Woltersdorf dari MLU, yang memimpin penelitian. Tim mencari cara untuk mengurangi kerugian ini dengan menggunakan pendekatan yang, pada awalnya, terdengar agak kontradiktif: mereka mengintegrasikan penghalang isolasi antara dua bahan. “Kami merancang isolator pada tingkat atom sehingga berubah menjadi logam dan dapat menghantarkan arus putaran. Ini memungkinkan kami untuk meningkatkan transpor putaran secara signifikan dan mengoptimalkan sifat antarmuka,” kata Woltersdorf, menyimpulkan prosesnya. Sampel material diproduksi di Institut Max Planck untuk Fisika Struktur Mikro. Efek tak terduga ditemukan melalui pengukuran transportasi putaran yang dilakukan di MLU dan Freie Universität Berlin. Tim juga memberikan dasar teoretis untuk penemuan baru tersebut. Menurut Woltersdorf, ini dapat dijelaskan dengan menggunakan model yang relatif sederhana tanpa kopling spin-orbit.

Hasilnya sangat relevan untuk banyak aplikasi spintronic. Misalnya, mereka dapat digunakan untuk meningkatkan pemancar terahertz spintronic. Radiasi Terahertz tidak hanya diterapkan dalam penelitian, tetapi juga dalam elektronik frekuensi tinggi, obat-obatan, pengujian bahan dan teknologi komunikasi.

Studi ini didanai oleh Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation) dan Uni Eropa.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Martin-Luther-University Halle-Wittenberg. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Komputasi Seluler