Mikromekaniska element är oumbärliga komponenter i moderna elektriska apparater, men aktiveringen av dem kräver elektrisk ström. Det blir svårare att koppla elementet när ytterligare nedskalning av enheten eftersträvas. Som en väg ut ur denna fråga, forskare visade ett nytt sätt att leverera en kraft för att driva mikromekanik med spinström.

Spinström är ett flöde av elektrons rörelsemängd i materia. Spinnströmmen har använts som en ny informationsbärare i samband med spintronik – som hårddiskar (HDD) och magnetiskt slumpmässigt minne (MRAM). I detta sammanhang, injiceringen av spinnström kan styra orienteringen av mikromagneter genom att utöva magnetiskt vridmoment.

Med tanke på spinnströmmens vinkelmoment, vad skulle hända när spinnströmmen injiceras till ett mekaniskt föremål? Den injicerade överskottsmängden vinkelmoment kan utöva mekaniskt vridmoment på den. Detta är idén.

I den här studien, forskarna tillverkade en mikro fribärande struktur gjord av magnetisk isolator yttriumjärn granat (YIG:Y ₃ Fe ₅ O ₁₂ ). En metallisk tunn tråd sattes på roten av konsolen som en värmare. När elektrisk ström flyter i tråden, tråden fungerar som en generator av spinnström genom spin Seebeck-effekten och spinnströmmen fortplantar sig in i mikrokonsolen. Forskarna mätte vibrationen från konsolen samtidigt som de injicerade spinnströmmen som var modulerad nära resonansfrekvensen för mikrokonsolen. Mätningen bekräftade att endast spinnströmsinjektionen med lämplig spinnorientering kan excitera konsolens vibration.

"Denna drivmekanism för mikromaskiner kräver ingen elektrisk ledning på den, "Kazuya Harii, en forskare vid ERATO Saitoh Spin Quantum Rectification Project, sa. "Denna mekanism är tillämplig på alla mekaniska föremål i mikro- och nanometerskalor."