Under de senaste två decennierna har ett nytt område vid gränssnittet för halvledarfysik, elektronik och kvantmekanik har blivit allt populärare bland teoretiska fysiker och experimenterande. Detta nya område kallas spintronics, och en av dess huvudsakliga uppgifter är att lära sig hur man kontrollerar rotationen av laddningsbärare i välkända halvledarstrukturer. Många teoretiska ansträngningar krävs alltid innan någon idé hittar sin utföringsform i en verklig enhet, och hittills har det teoretiska arbetet med spintronik övervägt experimentell forskning.

Denis Khomitsky, Docent i avdelningen för teoretisk fysik vid Lobachevsky -universitetet tillsammans med forskarstuderande Ekaterina Lavrukhina i samarbete med professor Evgeny Sherman från Baskiska universitetet i Bilbao (Spanien) har föreslagit en ny modell som beskriver elektronspinnsbeteende i en halvledar nanotråd med en djup kvantpunkt (ett område där elektronrörelse begränsas av elektroder), där spinnbeteende kan kontrolleras med hjälp av ett periodiskt elektriskt fält.

Det är känt att i material med starka spin-orbital-interaktioner är det möjligt att styra elektronspinnet utan att byta magnetfält. Istället, styrningen kan uppnås genom att applicera ett periodiskt elektriskt fält vid en speciellt vald frekvens.

Detta fenomen, kallad elektrisk dipolspinnresonans, har varit känd ett tag, men dess praktiska tillämpning är fortfarande begränsad och det finns ett behov av sådan teknik.

"I den föreslagna modellen, vi har klarlagt kontinuumstaternas roll med energier "över" kvantpunkten, till vilken elektronen oundvikligen kommer att göra sin väg eller tunnel under verkan av ett tillräckligt starkt fält i resonansprocessen. Det visar sig att för att påskynda centrifugeringen, vilket är mycket önskvärt inom elektronik och spintronik, det finns inget behov av att ha mycket starka elektriska fält, eftersom elektronen i sådana fält tunnlar in i kontinuumet för snabbt, och projiceringen av dess snurr börjar blekna med tiden, ta bort värdefull information, "säger Denis Khomitsky som ansvarar för detta forskningsprojekt vid Lobachevsky University.

Därav, en praktiskt viktig slutsats:det är nödvändigt att välja ett optimalt intervall av kontrollfält i sådana strukturer, vilket gör det möjligt att vända elektronspinnet snabbt och "noggrant" nog för att inte förlora den värdefulla informationen.

Verket publiceras i Fysisk granskning tillämpad .