La espintrónica en materiales de solo unos pocos átomos de espesor es un campo emergente en el que el 'giro' de los electrones se usa para procesar datos, en lugar de la carga. Desafortunadamente, el giro solo dura muy poco tiempo, lo que lo hace comotodavía difícil de explotar en electrónica.Investigadores del Instituto Kavli de Nanociencia en TU Delft, en colaboración con el instituto AMOLF de la Organización de Investigación Científica de los Países Bajos, ahora han encontrado una manera de convertir la información del giro en una señal de luz predecible a temperatura ambiente.El descubrimiento acerca los mundos de la espintrónica y la nanofotónica y podría conducir al desarrollo de una forma eficiente de energía de procesamiento de datos, en centros de datos, por ejemplo. Los investigadores han dado cuenta de sus resultados en ciencia .
La investigación giró en torno a una nanoconstrucción que consta de dos componentes: un hilo de plata extremadamente delgado y un material 2D llamado disulfuro de tungsteno. Los investigadores unieron el hilo de plata a una rodaja de disulfuro de tungsteno que mide solo cuatro átomos de espesor. Utilizando circularmenteluz polarizada, crearon lo que se conoce como 'excitones' con una dirección de rotación específica. La dirección de ese giro podría iniciarse utilizando la dirección de rotación de la luz láser.
estado original
Los excitones son en realidad electrones que han rebotado fuera de su órbita. Con esta técnica, el rayo láser asegura que los electrones sean lanzados a una órbita más amplia alrededor de un 'agujero' cargado positivamente, de la misma manera que un átomo de hidrógeno.los excitones así creados quieren volver a su estado original. Al regresar a la órbita más pequeña, emiten un paquete de energía en forma de luz. Esta luz contiene la información del giro, pero se emite en todas las direcciones.
Para permitir el uso de la información de giro, los investigadores de Delft volvieron a un descubrimiento anterior. Habían demostrado que cuando la luz se mueve a lo largo de un nanocable, se acompaña de un campo electromagnético giratorio muy cerca del cable: gira en sentido horarioen un lado del cable, y en sentido antihorario en el otro lado. Cuando la luz se mueve en la dirección opuesta, las direcciones de giro también cambian. Por lo tanto, la dirección de rotación local del campo electromagnético se bloquea de uno a uno en la direccióncon la cual la luz viaja a lo largo del cable. "Usamos este fenómeno como un tipo de combinación de bloqueo", explica Kuipers. "Un excitón con una dirección de rotación particular solo puede emitir luz a lo largo del hilo si las dos direcciones de rotación corresponden".
interruptores optoelectrónicos
Y así se crea un enlace directo entre la información de giro y la dirección de propagación de la luz a lo largo del nanocable. Funciona casi perfectamente: la información de giro se 'lanza' en la dirección correcta a lo largo del hilo en el 90% de los casos. EnDe esta forma, la información de giro frágil se puede convertir cuidadosamente en una señal luminosa y transportarla a distancias mucho mayores. Gracias a esta técnica, que funciona a temperatura ambiente, puede crear fácilmente nuevos circuitos optoelectrónicos. Kuipers: 'No necesita una corrientede electrones, y no se libera calor. Esto lo convierte en una forma de muy baja energía de transferir información '.
El descubrimiento despeja el camino para combinar los mundos de la espintrónica y la nanofotónica. Kuipers: 'Esta combinación puede dar como resultado estrategias de procesamiento de información verde a nanoescala'.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Delft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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