Området spintronics fokuserar på spinntransportbeteende i magnetiska metaller, och de stora fynden på detta område har viktiga konsekvenser för elektronikområdet. Detta beror på att konventionell elektronik främst tar hänsyn till elektronladdningen, medan spintronik gör att elektronspinnet kan utnyttjas. En av de viktigaste framstegen inom spintronik har varit införandet av spinnfrihetsgrader för halvledare, som är väsentliga komponenter i moderna elektroniska och fotoniska tillämpningar. Dock, de flesta experiment som undersöker spinnmanipulation i halvledare har utförts under höga magnetfält och vid kryogena temperaturer.

Nyligen, Nozomi Nishizawa och Hiro Munekata och kollegor, från Institutet för innovativ forskning, Tokyo Institute of Technology, undersökte beteendet hos spin-polariserade lysdioder (LED) vid rumstemperatur och utan ett externt magnetfält. Därav, de uppnådde det oväntade resultatet av nästan rent cirkulärt polariserad (CP) elektroluminescens (EL).

Lysdioderna som användes i studien innehöll en epitaxiell dubbel heterostruktur (sandwichliknande struktur) av AlGaAs/GaAs/AlGaAs, en kristallin AlOx-tunnelbarriär (för elektrisk stabilitet under drift), och en polykristallin Fe i planet spinninjektor. Under operationen, spinn av en viss typ injicerades i enheten. Spinrelaxation fick sedan dessa spinn att spridas och anta andra ortogonala orienteringar. Strålningsrekombination inträffade därefter, som observerades i form av en linjärt polariserad emission.

Experiment på LED-chips visade att en högre strömtäthet genererade en ökning av emissionsintensiteten. Nishizawa och medarbetare noterade också att skillnaden mellan de vänster- och högerhänta EL-komponenterna ökade med strömtätheten. Specifikt, intensiteten av den vänsterhänta minoritetskomponenten minskade med ökad strömtäthet, medan den för högerhänta majoritetskomponenten ökade linjärt. Därför, när strömtätheten var tillräckligt hög (~ 100 A/scm), nästan ren CP uppnåddes. Undersöker detta beteende mer i detalj, forskarna fann att doping av p-typ i det aktiva lagret möjliggjorde CP-observation, som uppstod från spinnberoende olinjära processer som inträffade vid en tillräckligt hög strömtäthet.

I framtiden, högre strömtätheter kommer att användas för att belysa mekanismen bakom dessa olinjära processer och för att undersöka möjligheten till stimulerad CP-emission i andra geometrier. Det finns också andra viktiga undersökningsvägar, t.ex., potentiella spin-LED-applikationer i säker optisk kommunikation, cancerdiagnos, och optiskt förstärkt kärnavbildning.