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Inteligencia de datos generativa

Nano Technology

Un estudio sugiere una nueva forma de mejorar la espintrónica para la tecnología del futuro

Reeditado por Platón
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13 de octubre de 2023 (Noticias de Nanowerk) En un nuevo avance, los investigadores han utilizado una técnica novedosa para confirmar un fenómeno físico no detectado previamente que podría usarse para mejorar el almacenamiento de datos en la próxima generación de dispositivos informáticos.

Puntos clave

  • Los científicos han descubierto el "efecto Hall orbital", un fenómeno en el que los electrones generan electricidad a través de su momento angular orbital, similar a la revolución de la Tierra alrededor del sol.
  • Un nuevo método, que implica la reflexión de luz polarizada sobre películas delgadas de cromo metálico ligero, detectó con éxito el efecto Hall orbital, un hito importante en la espintrónica.
  • La posible aplicación de este descubrimiento en espintrónica podría conducir a un menor consumo de energía, un mayor rendimiento y una mayor vida útil de los materiales magnéticos.

    • La investigación

    Las memorias espintrónicas, como las que se utilizan en algunas computadoras y satélites de alta tecnología, utilizan estados magnéticos generados por el momento angular intrínseco de un electrón para almacenar y leer información. Dependiendo de su movimiento físico, el espín de un electrón produce una corriente magnética. Conocido como “efecto Hall de espín”, tiene aplicaciones clave para materiales magnéticos en muchos campos diferentes, que van desde la electrónica de baja potencia hasta la mecánica cuántica fundamental. Más recientemente, los científicos han descubierto que los electrones también son capaces de generar electricidad mediante un segundo tipo de movimiento: el momento angular orbital, similar a cómo la Tierra gira alrededor del sol. Esto se conoce como "efecto Hall orbital", dijo Roland Kawakami, coautor del estudio y profesor de física en la Universidad Estatal de Ohio. Los teóricos predijeron que al utilizar metales de transición ligeros (materiales que tienen corrientes Hall de espín débiles), sería más fácil detectar las corrientes magnéticas generadas por el efecto Hall orbital que fluyen a su lado. Hasta ahora, detectar directamente algo así ha sido un desafío, pero el estudio, dirigido por Igor Lyalin, un estudiante de posgrado en física, y publicado hoy en la revista Physical Review Letters (“Detección magnetoóptica del efecto Hall orbital en cromo”), mostró un método para observar el efecto. "A lo largo de las décadas, se han descubierto continuamente diversos efectos Hall", dijo Kawakami. “Pero la idea de estas corrientes orbitales es realmente nueva. La dificultad es que están mezclados con corrientes de espín en los metales pesados ​​típicos y es difícil distinguirlos”. En cambio, el equipo de Kawakami demostró el efecto Hall orbital reflejando luz polarizada, en este caso, un láser, sobre varias películas delgadas del cromo, metal ligero, para sondear los átomos del metal en busca de una posible acumulación de momento angular orbital. Después de casi un año de minuciosas mediciones, los investigadores pudieron detectar una señal magnetoóptica clara que mostraba que los electrones reunidos en un extremo de la película exhibían fuertes características de efecto Hall orbital. Esta detección exitosa podría tener enormes consecuencias para el futuro. espintrónica aplicaciones, dijo Kawakami. "El concepto de espintrónica existe desde hace unos 25 años, y si bien ha sido realmente bueno para diversas aplicaciones de memoria, ahora la gente está intentando ir más allá", afirmó. "Ahora, uno de los mayores objetivos del campo es reducir la cantidad de energía consumida porque ese es el factor limitante para mejorar el rendimiento". Reducir la cantidad total de energía necesaria para que los futuros materiales magnéticos funcionen bien podría permitir un menor consumo de energía, mayores velocidades y mayor confiabilidad, además de ayudar a extender la vida útil de la tecnología. La utilización de corrientes orbitales en lugar de corrientes de espín podría posiblemente ahorrar tiempo y dinero a largo plazo, afirmó Kawakami. Al señalar que esta investigación abre una manera de aprender más sobre cómo surgen estos extraños fenómenos físicos en otros tipos de metales, los investigadores dicen que quieren continuar profundizando en la compleja conexión entre los efectos Hall de espín y los efectos Hall orbitales.
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