Cientistas do Instituto de Tecnologia de Tóquio propuseram novos materiais quase-1-D para potenciais aplicações spintrônicas, uma nova tecnologia que explora o spin dos elétrons. Eles realizaram simulações para demonstrar as propriedades de spin desses materiais e explicaram os mecanismos por trás de seu comportamento.

A eletrônica convencional é baseada no movimento dos elétrons e diz respeito principalmente à sua carga elétrica. Contudo, a eletrônica moderna está perto de atingir os limites físicos para melhorias contínuas. Mas os elétrons carregam outra propriedade física quântica intrínseca chamada "spin, "que pode ser interpretado como um tipo de momento angular e pode ser" para cima "ou" para baixo ". Embora os dispositivos eletrônicos convencionais não se relacionem com o spin do elétron, spintrônica é um campo em que o spin dos elétrons condutores é crucial. Melhorias sérias no desempenho e novas aplicações podem ser obtidas por meio de correntes de spin.

Os pesquisadores ainda estão tentando encontrar maneiras convenientes de gerar correntes de spin por meio de estruturas materiais que possuem elétrons com propriedades de spin desejáveis. O efeito Rashba-Bychkov (ou simplesmente efeito Rashba), que envolve quebrar a simetria dos elétrons spin-up e spin-down, potencialmente podem ser explorados para este fim. O professor associado Yoshihiro Gohda do Instituto de Tecnologia de Tóquio e seu colega propuseram um novo mecanismo para gerar uma corrente de spin sem perda de energia a partir de uma série de simulações para novos materiais quase 1-D à base de índio adsorvido por bismuto que exibem um efeito Rashba gigante . "Nosso mecanismo é adequado para aplicações spintrônicas, tendo a vantagem de não exigir um campo magnético externo para gerar corrente de spin não dissipativa, "explica Gohda. Essa vantagem simplificaria os dispositivos spintrônicos em potencial e permitiria uma maior miniaturização.

Os pesquisadores realizaram simulações com base nesses materiais para demonstrar que seu efeito Rashba pode ser grande e requer apenas a aplicação de uma certa voltagem para gerar correntes de spin. Ao comparar as propriedades de Rashba de múltiplas variações desses materiais, eles forneceram explicações para as diferenças observadas nas propriedades de rotação dos materiais e um guia para futuras explorações de materiais.

Esse tipo de pesquisa é muito importante, pois tecnologias radicalmente novas são necessárias se pretendemos aprimorar ainda mais os dispositivos eletrônicos e ir além de seus limites físicos atuais. "Nosso estudo deve ser importante para aplicações spintrônicas com eficiência energética e para estimular uma maior exploração de diferentes sistemas Rashba 1-D, "conclui Gohda. De memórias mais rápidas a computadores quânticos, os benefícios de uma melhor compreensão e exploração dos sistemas Rashba certamente terão enormes implicações.