Спинтроника: селективна хибридизација | нпг азијски материјали

Спинтроника: селективна хибридизација | нпг азијски материјали

Anonim

Хибридизација квантних стања и површинских стања у ултра танким филмовима омогућава снажну спин селективност са потенцијалним примјенама у спинтроники.

Могућност употребе поларизације или „спиновања“ електрона у чврстим структурама може једног дана омогућити конструкцију бржих, мањих и ефикаснијих уређаја. Један од циљева истраживача који развијају „спинтронику“ је проналажење начина за генерисање чисте, потпуно поларизоване спин струје без ослањања на спољна магнетна поља. То се може постићи нанометрским скалама квантним ефектима због затварања у танком волумену заједно са површинским појавама. Ивао Матсуда и његове колеге са Универзитета у Токију у Јапану у сарадњи са научницима из Италије 1, сада су расветлили електронска својства високо спин-поларизованог нанометар дебелог филма.

Тим је користио спектроскопију под углом и спин-резолуцијом да би проучио структуру енергетских опсега електрона у ултра танком филму од сребра пресвученом атомском наређеном легуром бизмут / сребро (Сл. 1). Резултати показују да се електрони у сребрном филму могу слободно кретати у равнини филма, независно од њиховог спина, али се њихово кретање у смеру попречног филма квантизује спином због утицаја ивица. Ово ствара електронске опсеге познате као квантна стања стања (КВС). С друге стране, структура електронске траке површине легуре састоји се од низа високо спин-поларизираних трака познатих као површинска стања која се формирају захваљујући ефекту познатом као "Расхба цепање".

Image

Сл. 1: Схематски приказ хибридизације електронских опсега (десно) површинских стања која се раздвајају на центрифугирању (СС) у атомском површинском слоју и квантних стања (КВС) у ултра танком (1–3 нм) фолију сребра.

Проучавајући начин на који се електронски опсези два слоја хибридизирају када су постављени заједно, Матсуда и његови колеге приметили су спин-зависност у мешању опсега: КВС се мешају само са површинским стањима када су им центрифуге паралелне. Пажљива анализа показала је да ово понашање одражава врсту таласне функције електрона. На пример, површинско стање са „ сп “ таласном функцијом може се хибридизирати само са КВС-ом са таласном функцијом исте симетрије.

"Наш рад показује да се својства спина немагнетних квантних филмова могу контролисати правилним обликовањем оријентације и симетрије електронских стања у атомском слоју интерфејса", каже Матсуда. У принципу, својства КВС-а и површинских стања могу се контролисати променом дебљине филма или концентрације тешких елемената, омогућавајући проучавање великог броја структура.

Аутори

Овај истраживачки врхунац одобрио је аутор оригиналног чланка, а све емпиријске податке у њему пружио је наведени аутор.