Snurrekedja där spinninteraktioner är starka i vänster halva (orange pilar) och svaga i högra halvan (blå pilar). En spinström från vänster till höger (grön pillinje) är möjlig, men inte i motsatt riktning (röd pil). En mycket stor rättelse är resultatet av detta. Kredit:SUTD
Centrifugering är en typ av vinkelmoment som är inneboende för partiklar, grovt sett som om de snurrade på sig själva. Partiklar kan byta sin snurrning, och på så sätt kan spinnströmmar bildas i ett material. Genom år av forskning, forskare har lärt sig att styra sådana spinnströmmar på ett analogt sätt så att de kan styra elektronflödet, grunden för ett fysikfält som kallas spintronik.
Studiet av effekten av starka interaktioner i kvantsystem är särskilt utmanande. Dock, det är välkänt att stark interaktion mellan kvantpartiklar kan helt förändra ett systems egenskaper, gör det, till exempel, ferromagnetisk, supraledande, etc. Starka interaktioner i spinnsystem kan också möjliggöra generering av intressanta transportegenskaper i ett material.
Forskare från Singapore University of Technology and Design (SUTD), University Insubria och Universidade Federal de Minas Gerais rapporterar ett nytt tillvägagångssätt för att kontrollera spinnströmmar baserat på starka spin-spin-interaktioner, vilket resulterar i dioder för spinnström med en gigantisk likriktning. I det här arbetet, forskarna visade analytiskt och via avancerade numeriska simuleringar att om interaktionerna är starkare än en viss storlek, systemet kan förändras drastiskt och blir en isolator, förhindra strömmar från att flöda. Intressant, denna drastiska förändring av isoleringsbeteendet inträffar endast när man försöker lägga strömmen i en riktning. När du försöker driva en spinnström i motsatt riktning, flödet är möjligt och systemet är inte en isolator.
Dessa förutsägelser kan leda till betydande framsteg inom materialvetenskap, och nya enheter skulle kunna byggas utifrån denna princip. Forskarna föreslår experiment med atomer nära absolut noll eller med strukturer gjorda av några atomer som deponeras försiktigt på ytor.
SUTD biträdande professor D. Poletti, som ledde forskningsinsatsen, säger, "Detta är en mycket intressant effekt som vi har snubblat över. Mycket mer intressant fysik har ännu inte upptäckts i starkt interagerande spintroniska system, och detta kan leda till skapandet av ny teknik. "Detta forskningsarbete publicerades nyligen i den kända amerikanska tidskriften Fysiska granskningsbrev .
