p Um campo emergente que gerou uma ampla gama de interesses, caloritrônicos de spin, é uma ramificação da spintrônica que explora como as correntes de calor transportam o spin do elétron. Os pesquisadores da caloritrônica spin estão particularmente interessados ​​em como o calor residual pode ser usado para alimentar dispositivos spintrônicos de próxima geração. Alguns desses dispositivos potenciais variam de computadores ultrarrápidos que quase não precisam de energia, a nanopartículas magnéticas que entregam drogas às células. p A aplicação de transporte termicamente conduzido de caloritrônicos de spin é baseada no efeito Seebeck. Neste fenômeno, a diferença de temperatura entre um ferromagnético (FM) e um metal não magnético (NM) produz uma tensão termoelétrica, e converte o calor diretamente em eletricidade na junção entre os dois materiais.

p Recentemente, pesquisadores da Universidade de Mineração e Tecnologia da China, teoricamente, expuseram os aspectos fundamentais desse transporte térmico ao longo de moléculas de DNA de fita dupla (dsDNA). Os pesquisadores relataram suas descobertas no Journal of Applied Physics .

p "Os resultados de nossa pesquisa abrem a possibilidade de criar novos dispositivos termoelétricos funcionais baseados em dsDNA e outras moléculas orgânicas, "disse Long Bai, pesquisador da China University e co-autor do artigo.

p Sabe-se que o DNA se comporta como um condutor ou semicondutor, e tem havido numerosos estudos sobre a incorporação de moléculas de DNA em dispositivos spintrônicos. Mas, até agora, os pesquisadores não exploraram como a polarização do calor pode controlar a corrente de spin em uma molécula de dsDNA.

p Ao empregar o método de função de Green sem equilíbrio, os pesquisadores investigaram o transporte de spin-Seebeck induzido pelo calor através de uma molécula de dsDNA imprensada entre um eletrodo FM e um eletrodo NM sob várias temperaturas. Eles descobriram que seu dispositivo baseado em dsDNA teórico pode atuar como um diodo de spin (carga) -Seebeck, interruptor ou transistor.

p "Descobrimos que a corrente de spin (carga) -Seebeck impulsionada pelo viés de temperatura exibe um comportamento de retificação significativo, e, assim, um diodo de spin (carga) -Seebeck é obtido, "Bai disse.

p Os pesquisadores se concentraram no recurso de quiralidade inerente ao dsDNA, que atua como um filtro para permitir a seleção de spin. A quiralidade acontece quando uma imagem espelhada de um objeto não é sobreposta, por exemplo, mãos e pés.

p A estrutura de dupla hélice torcida do DNA apresenta quiralidade. Essa estrutura de DNA alinha os elétrons em uma direção, à medida que o gradiente de temperatura conduz os elétrons do material ferromagnético mais quente para o metal não ferroso mais frio.

p "A assimetria das duas fitas em um dsDNA pode induzir um transporte polarizado de spin maior, "Bai disse." No entanto, isso não significa que a assimetria permita que o giro vá para um lado ou para o outro. "

p Os pesquisadores descobriram que o aumento incessante do ângulo helicoidal em seu modelo dsDNA spin-Seebeck pode fazer com que as duas fitas da molécula se aproximem de um estado de alinhamento próximo, diminuindo a quiralidade e enfraquecendo o efeito spin (carga) -Seebeck.

p "Contudo, o que é notável, "Bai disse, "é que a corrente de spin pura com corrente de carga zero pode ser alcançada em termos de tensão de porta, que representa o efeito spin-Seebeck perfeito. "