p Uma equipe multidisciplinar de pesquisadores da UC é a primeira a encontrar uma maneira inovadora e inovadora de controlar a orientação do spin de um elétron usando meios puramente elétricos. p Suas descobertas foram publicadas recentemente no prestigioso jornal de alto nível " Nature Nanotechnology , "em um artigo intitulado" All-Electric Quantum Point Contact Spin-Polarizer ".

p Por décadas, os transistores dentro dos rádios, televisores e outros itens eletrônicos do dia-a-dia transmitem dados controlando o movimento da carga de um elétron. Desde então, os cientistas descobriram que os transistores que funcionam controlando o spin de um elétron em vez de sua carga usariam menos energia, gerar menos calor e operar em velocidades mais altas. Isso resultou em um novo campo de pesquisa - spin eletrônica ou spintrônica - que oferece um dos paradigmas mais promissores para o desenvolvimento de novos dispositivos para uso na era pós-CMOS (metal-óxido-semicondutor complementar).

p Até agora, cientistas tentaram desenvolver transistores de spin incorporando ferromagnetos locais em arquiteturas de dispositivos. Isso resulta em complexidades de design significativas, especialmente em vista da crescente demanda por transistores cada vez menores, "diz Philippe Debray, professor pesquisador do Departamento de Física do McMicken College of Arts &Sciences. "Uma maneira muito melhor e prática de manipular a orientação do spin de um elétron seria usando meios puramente elétricos, como ligar e desligar uma tensão elétrica. Isso será spintrônica sem ferromagnetismo ou spintrônica totalmente elétrica, o Santo Graal da spintrônica de semicondutores. "

p A equipe de pesquisadores liderada por Debray e o professor Marc Cahay (Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação) é a primeira a encontrar uma maneira inovadora e inovadora de controlar a orientação do spin de um elétron usando meios puramente elétricos.

p "Usamos um ponto de contato quântico - um fio quântico curto - feito de arseneto de índio semicondutor para gerar uma corrente fortemente polarizada por spin, ajustando o confinamento potencial do fio por tensões de polarização das portas que o criam, "Debray diz.

p No diagrama à esquerda, (Esquerda) A micrografia eletrônica de varredura do ponto de contato quântico ilustra esquematicamente os elétrons não polarizados (spin para cima e para baixo) incidentes à esquerda saindo do dispositivo com spin polarizado com spin para cima. (À direita) Distribuição espacial da polarização do spin na constrição do ponto de contato quântico.

p Debray continua, “A condição chave para o sucesso do experimento é que o confinamento potencial do fio deve ser assimétrico - as bordas transversais opostas do ponto quântico de contato devem ser assimétricas. Isso foi conseguido pelo ajuste das tensões de porta. Essa assimetria permite que os elétrons - graças aos efeitos relativísticos - para interagir com seus arredores via acoplamento spin-órbita e ser polarizado. O acoplamento dispara a polarização do spin e a interação elétron-elétron de Coulomb a aprimora. "

p Controlar o spin eletronicamente tem implicações importantes para o desenvolvimento futuro de dispositivos de spin. O trabalho da equipe de Debray é o primeiro passo. A próxima etapa experimental seria alcançar os mesmos resultados em uma temperatura mais alta, usando um material diferente, como o arseneto de gálio.

p Fonte:University of Cincinnati (notícias:web)