Investigadores de la Universidad de Groningen, la Universidad de Utrecht, la Université de Bretagne Occidentale y la Fundación FOM han descubierto que es posible hacer un circuito eléctrico con un aislante magnético. Esto se consideró imposible por primera vez. El circuito se realiza utilizando ondas giratorias: perturbaciones ondulatorias en las propiedades magnéticas de un material. Su descubrimiento es interesante para el desarrollo de dispositivos electrónicos novedosos y energéticamente eficientes, en particular circuitos integrados. Un dispositivo basado en ondas de espín podría funcionar teóricamente más eficientemente que los circuitos electrónicos ordinarios.los resultados de su investigación se publicarán en línea en Física de la naturaleza el lunes 14 de septiembre
En nuestro equipo electrónico actual, la información se transporta a través del movimiento de los electrones. En este esquema, la carga del electrón se usa para transmitir una señal. En un aislante magnético, se usa una onda de giro. El giro es una propiedad magnéticade un electrón. Una onda de espín es causada por una perturbación de la dirección de magnetización local en un material magnético. Tal perturbación es causada por un electrón con un espín opuesto, relativo a la magnetización. Las ondas de espín transmiten estas perturbaciones en el material.La investigación demuestra por primera vez que es posible transmitir señales eléctricas en un material aislante.
perturbación fuerte
Hasta ahora, los circuitos eléctricos basados en ondas de espín no se han realizado, ya que resultó ser imposible introducir una perturbación en el sistema lo suficientemente grande como para crear ondas de espín. El líder del grupo de trabajo de FOM, el profesor Bart van Wees y su doctoradoEl estudiante Ludo Cornelissen, tanto de la Universidad de Groninga como el líder del grupo de trabajo FOM Dr. Rembert Duine de la Universidad de Utrecht, han logrado utilizar ondas de espín en un circuito eléctrico al diseñar cuidadosamente la geometría del dispositivo. Esto les permite hacer uso de las ondas de espín que sonya presente en el material debido a fluctuaciones térmicas, lo que requiere una perturbación mucho menor del sistema y, por lo tanto, permite que las ondas de giro se utilicen en un circuito eléctrico.
El circuito de onda de giro que los investigadores construyeron, consiste en una capa delgada de granate de itrio de hierro de 200 nanómetros un aislante mineral y magnético, YIG en resumen, con una tira conductora de platino encima de eso en ambos lados.fluye a través del platino, pero no en el YIG, ya que es un aislante. Sin embargo, si el electrón colisiona en la interfaz entre el YIG y el platino, esto influye en la magnetización en la superficie del YIG y se transfiere el espín electrónico. Esto provoca una magnetización localdirección, generando una onda de giro en el YIG.
detección de onda de giro
Las ondas de espín que los investigadores envían al YIG son detectadas por la tira de platino en el otro lado del YIG. El proceso de detección es exactamente opuesto a la inyección de la onda de espín: una onda de espín colisiona en la interfaz entre el YIG y el platino,y transfiere su giro a un electrón en el platino. Esto influye en el movimiento del electrón, dando como resultado una corriente eléctrica que los investigadores pueden medir.
Los investigadores ya estudiaron la combinación de platino y YIG en investigaciones previas. De esta investigación se descubrió que cuando la rotación se transfiere de platino a YIG, esto también implica la transferencia de calor a través de la interfaz. Esto permite el calentamiento o enfriamiento dela interfaz platino-YIG, según la orientación relativa de los giros de electrones en el platino y la magnetización en el YIG.
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Materiales proporcionados por Universidad de Groningen . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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