(PhysOrg.com) - Ett team av forskare från NIST Center for Nanoscale Science and Technology, universitetet i Münster, och West Virginia University har demonstrerat kontroll av magnetiska termiska fluktuationer med hjälp av ström.

Arbetet, rapporterade i numret 2 september av Fysiska granskningsbrev , representerar ett viktigt steg mot att manipulera brusegenskaperna hos magnetiska nanosensorer och minnesenheter.

De magnetiska fluktuationerna hos en skiva med 2 µm diameter av en Ni-Fe-legering (permalloy) mättes med användning av mikrofokus Brillouin-ljusspridning medan en ström passerade genom en stödjande Pt-remsa. Strömmen genererade en snurrström, som injicerades i permalloyskivan genom dess baksida. När elektroner strömmar längs Pt-remsan, de sprider sig olika, beroende på varje elektrons spinn:de med "uppåt" spinn sprider sig något mot den övre ytan, medan de med "nedåt" snurr sprider sig något mot bottenytan. Denna "spin Hall-effekt" driver en spinnström, men inte en laddningsström, i botten av magnetskivan.

Mätningarna visar att de termiska fluktuationerna av skivans magnetisering undertrycks om de injicerade spinnen är parallella med magnetens spinn, och att fluktuationerna förstärks kraftigt om de injicerade spinnen och magnetens spinn är antiparallella. Genom att ändra strömmen nedåt Pt-remsan, fluktuationerna reducerades kontrollerbart till 0,5 gånger eller förstärktes till 25 gånger deras termiska nivå. Den uppmätta populationen av skivans magnetiska excitationer skiljer sig från en termisk fördelning, visar att effekten inte bara är kylning eller uppvärmning.

Dessa spännande resultat ger insikt i komplexiteten hos spinströmfenomen och föreslår en väg för att kontrollerat manipulera fluktuationer i framtida magnetiska nanoenheter.