由幾個(gè)原子組成的中間層有助于改善自旋電流從一種材料到另一種材料的傳輸。到目前為止，這個(gè)過程涉及重大損失。來自馬丁路德大學(xué)Halle-Wittenberg(MLU)、馬克斯普朗克微結(jié)構(gòu)物理研究所(MPI)和柏林自由大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)在ACS科學(xué)期刊NanoLetters上報(bào)告了如何避免這種情況。因此，研究人員展示了與許多自旋電子應(yīng)用相關(guān)的重要新見解，包括未來的節(jié)能和超快存儲技術(shù)。

在現(xiàn)代微電子學(xué)中，電子的電荷被用于在電子元件、手機(jī)和存儲介質(zhì)中攜帶信息。電荷傳輸需要相對大量的能量并產(chǎn)生熱量。自旋電子學(xué)可以提供一種節(jié)能替代方案?；舅枷胧窃谛畔⑻幚碇欣米孕?。自旋是產(chǎn)生磁矩的電子的固有角動量。這會產(chǎn)生最終用于處理信息的磁力。

在自旋電子學(xué)中，自旋電流也必須從一種材料轉(zhuǎn)移到另一種材料。“在許多情況下，跨界面的自旋傳輸是一個(gè)非常有損的過程，”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的MLU的物理學(xué)家GeorgWoltersdorf教授解釋說。該團(tuán)隊(duì)尋找一種方法來減輕這些損失，方法是使用一種起初聽起來相當(dāng)矛盾的方法：他們在兩種材料之間集成了一個(gè)絕緣屏障。

“我們在原子水平上設(shè)計(jì)了絕緣體，使其變成金屬并可以傳導(dǎo)自旋電流。這使我們能夠顯著改善自旋傳輸并優(yōu)化界面特性，”Woltersdorf總結(jié)了這一過程。材料樣品由馬克斯普朗克微結(jié)構(gòu)物理研究所生產(chǎn)。通過在MLU和柏林自由大學(xué)進(jìn)行的自旋輸運(yùn)測量發(fā)現(xiàn)了意想不到的效果。該團(tuán)隊(duì)還為新發(fā)現(xiàn)提供了理論基礎(chǔ)。根據(jù)Woltersdorf的說法，這可以使用沒有自旋軌道耦合的相對簡單的模型來描述。

結(jié)果與許多自旋電子應(yīng)用高度相關(guān)。例如，它們可用于改進(jìn)自旋電子太赫茲發(fā)射器。太赫茲輻射不僅應(yīng)用于研究，還應(yīng)用于高頻電子、醫(yī)學(xué)、材料測試和通信技術(shù)。