Nas últimas duas décadas, uma nova área na interface da física de semicondutores, a eletrônica e a mecânica quântica vêm ganhando popularidade entre os físicos teóricos e experimentadores. Este novo campo é chamado de spintrônica, e uma de suas principais tarefas é aprender como controlar o spin de portadores de carga em estruturas semicondutoras bem conhecidas. Muitos esforços teóricos são sempre necessários antes que alguma ideia encontre sua incorporação em um dispositivo real, e até agora o trabalho teórico sobre spintrônica tem superado a pesquisa experimental.

Denis Khomitsky, O Professor Associado do Departamento de Física Teórica da Universidade Lobachevsky juntamente com a estudante de pós-graduação Ekaterina Lavrukhina em colaboração com o Professor Evgeny Sherman da Universidade do País Basco em Bilbao (Espanha) propuseram um novo modelo que descreve o comportamento do spin do elétron em um nanofio semicondutor com uma profundidade ponto quântico (uma área onde o movimento do elétron é confinado por eletrodos), onde o comportamento do spin pode ser controlado por meio de um campo elétrico periódico.

Sabe-se que em materiais com fortes interações spin-orbitais é possível controlar o spin do elétron sem comutar o campo magnético. Em vez de, o controle pode ser obtido pela aplicação de um campo elétrico periódico em uma frequência especialmente selecionada.

Este fenômeno, chamada ressonância de spin dipolo elétrica, já é conhecido há algum tempo, mas sua aplicação prática ainda é limitada e há necessidade dessa tecnologia.

“No modelo proposto, elucidamos o papel dos estados contínuos com energias "acima" do ponto quântico, para o qual o elétron inevitavelmente fará seu caminho ou túnel sob a ação de um campo suficientemente forte no processo de ressonância. Acontece que, para acelerar o spin flip, que é muito desejável em eletrônica e spintrônica, não há necessidade de campos elétricos muito fortes, porque em tais campos o elétron entra em um túnel muito rapidamente, e a projeção de seu giro começa a desaparecer com o tempo, tirando informações valiosas, "diz Denis Khomitsky, responsável por este projeto de pesquisa na Universidade Lobachevsky.

Portanto, uma conclusão praticamente importante:é necessário escolher um intervalo ótimo de campos de controle em tais estruturas, o que tornará possível inverter o spin do elétron com rapidez e "cuidado" o suficiente para não perder informações valiosas.

O trabalho é publicado em Revisão Física Aplicada .