Fizikai patvirtino naujo tipo magnetinio lauko egzistavimą

„Nature Communications“ publikuotame straipsnyje paskelbti tyrimo rezultatai aprašo vidinės elektronų magnetinės savybės, sukinio, sukuriamą naujo tipo medžiagos magnetinį lauką. Pastarojo įrodymas yra reikšmingas indėlis į spintroniką – vieną naujausių taikomosios fizikos sričių.

Šiuolaikiniai puslaidininkiai, be kurių negalėtų veikti joks elektronikos prietaisas, funkcionuoja elektronų krūvo pagrindu, tačiau juose nėra išnaudojamos šių subatominių dalelių magnetinės arba sukinių savybės. J.Xiao ir jo komanda savo moksline veikla siekia atskleisti šias savybes tam, kad jas būtų galima pritaikyti kuriant įvairius elektronikos komponentus. Spintronikos pasiekimai leistų sukurti kur kas greitesnius, mažesnius ir labai mažai energijos naudojančius įrenginius.

Pasak fiziko, magnetiniame lauke esantys elektronai gali suktis į viršų (angl. spin up) arba į apačią (angl. spin down), o tokios sukinių būsenos atliepia binarines 1 ir 0 pozicijas, kuriomis kompiuteriai koduoja ir apdroja duomenis. Viena iš sukinio būsenų prisiderina prie magnetinio lauko, kita tuo pačiu metu susipriešina su juo. Spintronikos įrenginiui reikalingas neribotas kiekis tiek į viršų, tiek į apačią besisukančių elektronų. Šie sukiniai yra kontroliuojami valdant magnetinį lauką.

Per pastaruosius metus mokslininkams pavyko sugeneruoti elektros srovę vien iš skirtingomis kryptimis besisukančių ir priešingomis kryptimis judančių elektronų. Tai buvo pasiekta leidžiant elektros srovę per sunkius, magnetinėmis savybėmis nepasižyminčius metalus, tokius kaip platina ar tantalas.

Tačiau dvigubo sluoksnio sunkiuosiuose metaluose ir feromagnetinėmis savybėmis pasižyminčiose medžiagose (pavyzdžiui, geležyje ar kobalte) vien iš elektronų sukinių sudaryta elektros srovė išsisklaido ir įmagnetina medžiagą visai kitokiu nei įprasta lauku. Būtent šis laukas ir buvo numatytas teorinėje fizikoje, tačiau iki šiol nebuvo įrodytas eksperimentais.

Pasak J.Xiao šio magnetinio lauko empirinis patvirtinimas itin svarbus didelio tankio integrinių grandynų inžinerijoje, kuri naudojama kuriant magnetines operatyviąsias atmintines ar kitus atminties prietaisus.