Datalagringsenheter förbättras inte så snabbt som forskare skulle önska. Snabbare och mer kompakta minneslagringsenheter kommer att bli verklighet när fysiker får exakt kontroll över elektronernas spinn. De förlitar sig vanligtvis på ultrakorta lasrar för att kontrollera snurr. Dock, förbättring av lagringsenheter via spinnkontroll kräver att man först utvecklar sätt att kontrollera krafterna som verkar på dessa elektroniska spins. I en nyligen publicerad studie publicerad i EPJ B , John Kay Dewhurst och kollegor, har utvecklat en ny teori för att förutsäga den komplexa dynamiken i spinprocession när ett material utsätts för ultrakorta laserpulser. Fördelen med detta tillvägagångssätt, som tar hänsyn till effekten av interna rotationskrafter, är att det är prediktivt.
I den här studien, författarna studerar effekten av att avfyra en ultrakort laserpuls - under 100 femtosekunder - på den interna elektronspinrotationen i bulkkobolt, nickel och kombinationer av dessa metaller med platina. Dessa metaller används vanligtvis i spintronics-enheter – elektroniska enheter som utnyttjar den extra frihetsgraden hos elektronsnurr. Till skillnad från tidigare studier där det magnetiska momentet tvingades anpassas till de inre fälten som genererar det, i denna studie använder författarna ett helt olikriktat tillvägagångssätt för att skapa en teoretisk beskrivning. Som ett resultat, Spinrotationens bidrag till spindynamiken beaktas. Detta gör metoden tillämpbar på en mycket bredare uppsättning magnetiska material än tidigare metoder.
Författarna finner att interna spinnrotationskrafter bara bidrar väsentligt till spindynamiken när variationen i olika riktningar av den magnetiska energin - eller magnetisk anisotropienergi - är liten. Detta är fallet med material som är mycket symmetriska såsom bulkmetaller med en kubisk struktur. När sådan magnetisk anisotropienergi är stor, spinrotationseffekten är för liten för att orsaka någon betydande precession av spinn under 100 femtosekunder. Ytterligare, spin-dynamiken som orsakas av den interna spin-rotationen är långsam jämfört med andra spin-fenomen, såsom spinnöverföring mellan elektroner och spin-flips, medierad av spin-orbit.
