Los investigadores han demostrado que ciertos superconductores, materiales que transportan corriente eléctrica con resistencia cero a temperaturas muy bajas, también pueden transportar corrientes de "giro". La combinación exitosa de superconductividad y giro podría conducir a una revolución en la informática de alto rendimiento, reduciendo drásticamente el consumo de energía.
Spin es el momento angular intrínseco de una partícula, y normalmente es transportado en materiales no superconductores, no magnéticos por electrones individuales. Spin puede estar 'arriba' o 'abajo', y para cualquier material dado, hay una longitud máxima queel espín se puede transportar. En un superconductor convencional, los electrones con espines opuestos se combinan para que un flujo de electrones lleve un espín cero.
Hace unos años, los investigadores de la Universidad de Cambridge demostraron que era posible crear pares de electrones en los que los espines se alinean: arriba-abajo o abajo-abajo. La corriente de giro puede ser transportada arriba-abajo y arriba-pares descendentes que se mueven en direcciones opuestas con una corriente de carga neta de cero. La capacidad de crear una supercorriente de giro tan puro es un paso importante hacia la visión del equipo de crear una tecnología de computación superconductora que podría usar una energía masivamente menor que la electrónica actual basada en silicio.
Ahora, los mismos investigadores han encontrado un conjunto de materiales que fomentan el emparejamiento de electrones alineados por rotación, de modo que una corriente de rotación fluya más efectivamente en el estado superconductor que en el estado no superconductor normal. Sus resultados se informanen el diario Materiales de la naturaleza .
"Aunque algunos aspectos de la electrónica de espín de estado normal, o espintrónica, son más eficientes que la electrónica de semiconductores estándar, la aplicación a gran escala se ha impedido porque las grandes corrientes de carga requeridas para generar corrientes de espín desperdician demasiada energía", dijo el profesor MarkBlamire, del Departamento de Ciencia de los Materiales y Metalurgia de Cambridge, quien dirigió la investigación: "Un método totalmente superconductor para generar y controlar las corrientes de espín ofrece una manera de mejorar esto".
En el trabajo actual, Blamire y sus colaboradores usaron una pila de películas metálicas de varias capas en las que cada capa tenía solo unos pocos nanómetros de espesor. Observaron que cuando se aplicaba un campo de microondas a las películas, causaba la capa magnética centralpara emitir una corriente de rotación en el superconductor al lado.
"Si utilizamos solo un superconductor, la corriente de rotación se bloquea una vez que el sistema se enfría por debajo de la temperatura cuando se convierte en un superconductor", dijo Blamire. "El resultado sorprendente fue que cuando agregamos una capa de platino al superconductor, ella corriente de giro en el estado superconductor fue mayor que en el estado normal "
Aunque los investigadores han demostrado que ciertos superconductores pueden transportar corrientes de espín, hasta ahora solo ocurren en distancias cortas. El siguiente paso para el equipo de investigación es comprender cómo aumentar la distancia y cómo controlar las corrientes de espín.
La investigación fue financiada por el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas EPSRC.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Cambridge . La historia original tiene licencia bajo a Licencia Creative Commons . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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