Los físicos han desarrollado una nueva técnica que utiliza voltajes eléctricos para controlar el giro de electrones en un chip. El método recientemente desarrollado proporciona protección contra la descomposición del giro, lo que significa que la información contenida puede mantenerse y transmitirse a distancias relativamente grandes, como ha sidodemostrado por un equipo del Departamento de Física de la Universidad de Basilea y el Instituto Suizo de Nanociencia. Los resultados han sido publicados en Revisión física X .
Durante varios años, los investigadores han estado tratando de usar el giro de un electrón para almacenar y transmitir información. El giro de cada electrón siempre está acoplado a su movimiento, es decir, su órbita dentro del chip. Este acoplamiento giro-órbita permite la manipulación dirigidadel giro del electrón por un campo eléctrico externo, pero también hace que la orientación del giro decaiga, lo que conduce a una pérdida de información.
En una colaboración internacional con colegas de los EE. UU. Y Brasil, científicos del Departamento de Física de la Universidad de Basilea y el Instituto Suizo de Nanociencia, encabezados por el profesor Dominik Zumbühl, han desarrollado un nuevo método que permite la manipulación dirigida de espines sin la descomposición que lo acompaña..
Control de giros a largas distancias
Los científicos han desarrollado un chip en el que un electrón gira uniformemente en su órbita a través del material sin descomposición del espín. La orientación del espín sigue un patrón en espiral similar a una hélice. Si los voltajes aplicados por dos electrodos de compuerta cambian, afectala longitud de onda de la hélice; la orientación del giro puede verse influenciada por un cambio de voltaje.
Los campos Rashba y Dresselhaus determinan predominantemente el movimiento helicoidal del giro. En el experimento descrito anteriormente, los campos Dresselhaus y Rashba se pueden mantener al mismo nivel, mientras que la fuerza general de los dos campos se puede controlar simultáneamente: en estemanera, la descomposición del giro puede ser suprimida.
Esto permite a los investigadores utilizar voltajes para ajustar la orientación del giro en distancias superiores a 20 micrómetros, que es una distancia particularmente grande en un chip y corresponde a muchas rotaciones de giro. La información de giro puede transmitirse, por ejemplo, entre diferentes bits cuánticos.
Ajuste de los campos con voltajes eléctricos
Este método solo es posible porque, como este trabajo demostró experimentalmente por primera vez, tanto el campo Rashba como el campo Dresselhaus se pueden ajustar con voltajes eléctricos. Aunque esto se predijo hace más de 20 años en un estudio teórico, tienesolo ahora ha sido posible demostrarlo gracias a un método de medición recientemente desarrollado basado en efectos de interferencia cuántica a bajas temperaturas cercanas al cero absoluto. Sin embargo, se espera que la hélice también pueda controlarse con voltajes a temperaturas más altas e inclusoa temperatura ambiente.
Base para desarrollos posteriores
"Con este método, no solo podemos influir en la orientación del espín in situ sino también controlar la transferencia de espines de electrones a largas distancias sin pérdidas", dice Zumbühl. La destacada colaboración con colegas de la Universidad de São Paulo, la Universidad deCalifornia y la Universidad de Chicago proporcionan la base para una generación completamente nueva de dispositivos que se basan en productos electrónicos basados en spin y crean perspectivas para un trabajo experimental adicional.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Basilea . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :