En el futuro, la espintrónica de ultra alta velocidad requerirá una reversión de magnetización coherente ultrarrápida dentro de un picosegundo, una billonésima de segundo. La espintrónica se centra en el giro y el momento magnético de un electrón en dispositivos de estado sólido. Si bien esto puede lograrse eventualmente a través deLa irradiación con un pulso de terahercios casi monocíclico, el pequeño cambio de magnetización o modulación que genera ha impedido hasta ahora la aplicación práctica de esta técnica.
Generalmente, el componente de "campo magnético" de un pulso de terahercios se considera el origen de la respuesta coherente de terahercios de la magnetización. Pero, como descubrió previamente un grupo de investigadores de la Universidad de Tokio, el componente de "campo eléctrico" de unel pulso de terahercios desempeña un papel clave en la modulación de magnetización de terahercios de materiales ferromagnéticos basados en semiconductores.
Ahora el grupo informa en el diario letras de física aplicada , de AIP Publishing, que su descubrimiento inicial los inspiró a explorar nanopartículas ferromagnéticas incrustadas dentro de un semiconductor. Su teoría era que el campo eléctrico del pulso de terahercios podría aplicarse efectivamente a cada nanopartícula debido a la pequeña pérdida de energía del pulso de teraherciosdurante su propagación a través de un semiconductor.
"Hasta ahora, las películas de metal ferromagnético se han utilizado para estudios sobre la modulación de terahercios de la magnetización", dijo Shinobu Ohya, profesor asociado de la Universidad de Tokio. "La relación de modulación informada hasta ahora ha sido típicamente inferior a ~ 1porcentaje de la magnetización de saturación "
Para probar su teoría, el grupo utilizó una película de arseniuro de galio semiconductor de 100 nanómetros de grosor incrustada con nanopartículas de arseniuro de manganeso ferromagnético MnAs ". La pequeña pérdida de energía del pulso de terahercios durante la propagación en nuestra película lo permitepara penetrar en la película. Esto significa que el fuerte campo eléctrico de terahercios, con una intensidad máxima de 200 kilovoltios / centímetro, se aplica uniformemente a todas las nanopartículas ferromagnéticas ", dijo Ohya." Este fuerte campo eléctrico induce la gran modulación de magnetizacióna través de la modulación de la densidad de portadores en las nanopartículas de MnAs, gracias a la interacción spin-órbita ".
Los investigadores lograron obtener una gran modulación de hasta el 20 por ciento de la magnetización de saturación, y también concluyeron que el componente del campo eléctrico del pulso de terahercios desempeña un papel clave en la gran modulación.
"Nuestros resultados conducirán a una reversión de magnetización coherente ultrarrápida dentro de un picosegundo, que será una técnica esencial para la spintrónica de ultra alta velocidad", dijo Ohya. "Los sistemas de nanopartículas ferromagnéticas son extremadamente prometedores para la conmutación de magnetización de alta velocidad utilizando pulsos de terahercios."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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