I spinnpumpningsexperiment, det finns fyra möjliga mekanismer för att transportera en spinnström genom ett antiferromagnetiskt skikt (blått) som är inklämt mellan två ferromagneter (lila och orange). (Uppifrån och ner) Spinnströmmen kan transporteras av sammanhängande THz -spinnvågor, av svindlande GHz -spinnvågor, genom en osammanhängande spinnström som drivs av en termisk gradient, eller genom ett direkt magnetiskt utbyte mellan de två ferromagneterna. Nya experiment indikerar att när antiferromagneten NiO är inklämd mellan ferromagneterna NiFe och FeCo, centrifugeringsöverföringen mellan NiFe och FeCo sker via en koherent evanescent spinnvåg. Kreditera: Fysik (2020). DOI:10.1103/Physics.13.83
Forskare har gjort ett avgörande genombrott i det viktiga, framväxande område inom spintronics - vilket kan leda till en ny höghastighetseffektiv datateknik.
Ett internationellt team av forskare, inklusive University of Exeter, har gjort en revolutionerande upptäckt som har potential att ge hög hastighet, låg strömförbrukning för några av världens mest välanvända elektroniska enheter.
Medan dagens informationsteknik är beroende av elektronik som förbrukar en enorm mängd energi, elektronerna i elektriska strömmar kan också överföra en form av vinkelmoment som kallas spin.
'Spinbaserad elektronik eller' spintronics ', som utnyttjar spinnström, har potential att inte bara vara betydligt snabbare, men också mer energieffektiv.
Forskare har nyligen upptäckt att vissa elektriskt isolerande antiferromagnetiska material är exceptionellt bra ledare för ren spinnström.
I den nya forskningen, forskare från Exeter, i samarbete med Oxfords universitet, Kalifornien Berkeley, och de avancerade och diamantljuskällorna, har experimentellt visat att högfrekventa alternerande spinnströmmar kan överföras av, och ibland förstärkt inom, tunna lager av antiferromagnetisk NiO.
Resultaten visar att centrifugeringsströmmen i tunna NiO -skikt medieras av svängande spinnvågor, en mekanism som liknar kvantmekanisk tunnelering.
Användningen av tunna NiO -lager för överföring och förstärkning av AC -spinnström vid rumstemperatur och gigahertz -frekvenser kan leda till mer effektiv framtida trådlös kommunikationsteknik.
Forskningen publiceras i Fysiska granskningsbrev .
Maciej Dabrowski, Förste författaren från University of Exeter sa:"Bekräftelse av den evanescenta spinnvågsmekanismen som vårt experiment visar visar att överföringen av vinkelmoment mellan spinnarna och kristallgitterna i en antiferromagnet kan realiseras i tunna NiO -filmer och öppnar dörren till konstruktion av nanoskala spinnströmförstärkare. "
"Samstämmig överföring av spinnvinkelmoment av avvikande spinnvågor inom antiferromagnetisk NiO" publiceras i Fysiska granskningsbrev .
