O campo da spintrônica se concentra no comportamento do transporte de spin em metais magnéticos, e as principais descobertas nesta área têm implicações importantes para o campo da eletrônica. Isso ocorre porque a eletrônica convencional considera principalmente a carga do elétron, enquanto a spintrônica permite que o spin do elétron seja explorado. Um dos avanços mais significativos na spintrônica foi a introdução de graus de liberdade de spin para semicondutores, que são componentes essenciais das aplicações eletrônicas e fotônicas modernas. Contudo, a maioria dos experimentos que investigam a manipulação do spin em semicondutores foi realizada sob altos campos magnéticos e em temperaturas criogênicas.

Recentemente, Nozomi Nishizawa e Hiro Munekata e colegas, do Institute of Innovative Research, Instituto de Tecnologia de Tóquio, examinaram o comportamento de diodos emissores de luz (LEDs) polarizados por spin em temperatura ambiente e sem um campo magnético externo. Portanto, eles alcançaram o resultado inesperado de eletroluminescência (EL) quase puramente circularmente polarizada (CP).

Os LEDs usados ​​no estudo continham uma dupla heteroestrutura epitaxial (estrutura tipo sanduíche) de AlGaAs / GaAs / AlGaAs, uma barreira de túnel de AlOx cristalina (para estabilidade elétrica durante a operação), e um injetor de rotação no plano de Fe policristalino. Durante a operação, spins de um determinado tipo foram injetados no dispositivo. O relaxamento do spin então fez com que esses spins se dispersassem e adotassem outras orientações ortogonais. A recombinação radiativa ocorreu subsequentemente, que foi observada na forma de uma emissão linearmente polarizada.

Experimentos com chips de LED mostraram que uma maior densidade de corrente gerou um aumento na intensidade de emissão. Nishizawa e colegas também notaram que a diferença entre os componentes EL canhotos e destros aumentaram com a densidade de corrente. Especificamente, a intensidade do componente minoritário canhoto diminuiu com o aumento da densidade de corrente, enquanto que o do componente da maioria destra aumentou linearmente. Portanto, quando a densidade de corrente era suficientemente alta (~ 100 A / scm), quase puro CP foi alcançado. Investigando esse comportamento com mais detalhes, os pesquisadores descobriram que o doping do tipo p na camada ativa permitiu a observação do CP, que surgiu de processos não lineares dependentes de spin que ocorrem em uma densidade de corrente suficientemente alta.

No futuro, densidades de corrente mais altas serão aplicadas a fim de elucidar o mecanismo por trás desses processos não lineares e para investigar a possibilidade de emissão de CP estimulada em outras geometrias. Outras vias importantes de investigação também existem, por exemplo., potenciais aplicações de LED de rotação em comunicações ópticas seguras, diagnóstico de câncer, e imagiologia de núcleos opticamente melhorada.