Хиральные фононы создают спиновый ток без использования магнитных материалов.

16 февраля 2023 г. (Новости Наноуэрк) Исследователи из Университета штата Северная Каролина и Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл использовали киральные фононы для преобразования израсходованного тепла в спиновую информацию без использования магнитных материалов. Открытие может привести к новым классам менее дорогих, энергоэффективных устройств спинтроники для использования в приложениях, начиная от вычислительной памяти и заканчивая электрическими сетями. Устройства спинтроники Это электронные устройства, которые используют вращение электрона, а не его заряд, для создания тока, используемого для хранения данных, связи и вычислений. Спиновые калоритронные устройства, называемые так потому, что они используют тепловую энергию для создания спинового тока, перспективны, поскольку они могут преобразовывать отработанное тепло в спиновую информацию, что делает их чрезвычайно энергоэффективными. Однако современные спиновые калоритронные устройства должны содержать магнитные материалы, чтобы создавать и контролировать спин электрона. «Мы использовали киральные фононы для создания спинового тока при комнатной температуре без использования магнитных материалов», — говорит Дали Сан, доцент физики и член лаборатории органической и углеродной электроники (ORaCEL) в Университете штата Северная Каролина. «Применяя температурный градиент к материалу, содержащему хиральные фононы, вы можете управлять их угловым моментом, а также создавать и контролировать спиновой ток». говорит Цзюнь Лю, доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической техники в штате Северная Каролина и член ORaCEL. И Лю, и Сунь являются соавторами исследования, опубликованного в Природа материалы («Хирально-фононно-активируемый спиновый эффект Зеебека»). Хиральные фононы — это группы атомов, которые движутся в круговом направлении при возбуждении источником энергии — в данном случае теплом. Когда фононы движутся через материал, они распространяют через него это круговое движение или угловой момент. Угловой момент служит источником вращения, а хиральность определяет направление вращения. «Хиральные материалы — это материалы, которые нельзя наложить на свое зеркальное отражение», — говорит Сан. «Подумайте о своей правой и левой руках — они хиральны. Нельзя надеть перчатку для левой руки на правую руку или наоборот. Именно эта «ручность» позволяет нам контролировать направление вращения, что важно, если вы хотите использовать эти устройства для хранения данных». Исследователи продемонстрировали спиновые токи, генерируемые хиральными фононами, в двумерном слоистом гибридном органо-неорганическом перовските, используя температурный градиент для подачи тепла в систему. «Градиент необходим, потому что разница температур в материале — от горячего до холодного — вызывает движение хиральных фононов через него», — говорит Лю. «Тепловой градиент также позволяет нам использовать захваченное отработанное тепло для генерации спинового тока». Исследователи надеются, что работа приведет к созданию устройств спинтроники, которые дешевле в производстве и могут использоваться в более широком спектре приложений. «Устранение потребности в магнетизме в этих устройствах означает, что вы широко открываете дверь с точки зрения доступа к потенциальным материалам», — говорит Лю. «И это также означает повышение экономической эффективности». «Использование отработанного тепла, а не электрических сигналов для генерации спинового тока делает систему энергоэффективной, а устройства могут работать при комнатной температуре», — говорит Сан. «Это может привести к гораздо более широкому разнообразию устройств спинтроники, чем мы имеем в настоящее время».

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• Платоблокчейн. Интеллект метавселенной Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• Источник: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62394.php