La llum revela l'espín dels electrons

La espintrònica -en la qual l'espín dels electrons s'utilitza per codificar la informació en lloc de càrrega- és la tecnologia fonamental per els lectors de lectura en els discos durs dels nostres ordinadors i és el focus d'una àmplia investigació en la creació dels dispositius de lògica basat en el spin dels electrons que podria conduir a la computació quàntica.

Si bé hi ha hagut algunes investigacions recents en què els camps elèctrics s'utilitzen per manipular el spin dels electrons , la forma predominant de llegir l'espín d'un electró és utilitzar camps magnètics extremadament potents.

Ara els investigadors del Centre de Nanotecnologia de Londres (LCN) han deixat de banda els dos camps magnètics i elèctrics, i han demostrat que és possible llegir l'espín d'un electró amb un làser .

En una investigació publicada a la revista Nature Materials , l'equip LCN va ser capaç d'adaptar la tècnica coneguda com "tunneling spin-depenent" usant un làser (en lloc d'un imant juntament amb temperatures extremadament baixes) per tirar d'un electró lluny del seu àtom.

Aquesta tècnica de tunelització spin-dependent depèn de dopatge una hòstia de silici amb àtoms de fòsfor. El fòsfor crea un electró extra en l'hòstia, el que fa possible destacar i llegir el seu gir l'ús d'imants, o ara com l'equip LCN va mostrar, els làsers.

Els investigadors van descobrir que LCN un làser contra la base de silici amb les impureses de fòsfor, crea una cosa anomenada "bound excitons", que són, bàsicament, els electrons energitzats units a la càrrega positiva (forats) que es formen quan la llum colpeja un semiconductor. En aquest cas, els excitons lligats romanen en el lloc de la impuresa de fòsfor i quan l'electró i el forat combinen alliberen prou energia per empènyer l'electró extra fora dels àtoms de fòsfor.

Mentre que l'expulsió de l'electró extra no és en si suficient per mesurar l'espín de l'electró, sí crea un petit corrent elèctric que permet als investigadors a determinar espín de l'electró.

A causa que aquesta tècnica fa possible llegir l'espín dels electrons sense camps magnètics, el gir es pot mesurar en entorns on als camps magnètics puguin suposar un problema.

Font: IEEE Spectrum