Elektronen är en elementarpartikel, en byggsten på vilken andra system utvecklas. Med specifika egenskaper som spinn, eller rörelsemängd, som kan manipuleras för att bära information, elektroner är förberedda för att främja modern informationsteknologi. Ett internationellt samarbete mellan forskare har nu utvecklat ett sätt att förlänga och stabilisera livslängden för elektronens spinn för att mer effektivt bära information.

Elektronen är en elementarpartikel, en byggsten på vilken andra system utvecklas. Med specifika egenskaper som spinn, eller vinkelmoment, som kan manipuleras för att bära information, elektroner är förberedda för att främja modern informationsteknik. Ett internationellt samarbete mellan forskare har nu utvecklat ett sätt att förlänga och stabilisera livslängden för elektronens snurr för att mer effektivt bära information.

De publicerade sina resultat den 15 juni i Fysisk granskning B .

"Vi hittade det nya sättet att använda centrifugeringsfrihet som elektronspinnvåg, " sa Makoto Kohda, pappersförfattare och docent vid institutionen för materialvetenskap vid Tohoku University.

Spin-egenskapen fungerar som en liten magnet, vilket gör att den kan lagra information. Spin kan också innehålla kvantmekanisk information, ett viktigt verktyg för kvantberäkning. Elektronspin som en natur av vågfunktion, dock, är ny, enligt Kohda. Detta skiljer sig från den magnetiska spinnvågen, som bär information på ett annat sätt.

Elektronspinvågen, en term som myntats av Kohda och forskargruppen, bär information, också. Problemet är att spinnvågen bara kunde fortplanta sig så länge innan den förlorade sin information.

"Vi hittade teoretiskt ett sätt att förbättra elektronspinvågens livslängd genom att välja rätt kristallorientering, sa Kohda.

I ett simulerat experiment, elektronspinnet är begränsat i en kvantbrunn med olika kristallorientering. När forskarna justerade kristallens orientering för att låta centrifugeringsorienteringen sitta vinkelrätt, kristallstrukturen skyddade delvis elektronspinvågen från att slappna av för mycket. Skyddet gjorde att spinnet kunde pågå upp till 30 % längre än normalt.

"Vi kommer att använda den här nya informationsbäraren, elektronsnurrvågen, för framtida elektroniska enheter och kvantinformationsframsteg, " sade Kohda. "Nästa steg är att visa hur information kan överföras, bearbetas och lagras baserat på elektronspinvågen i halvledarenheter."