Le domaine de la spintronique se concentre sur le comportement de transport de spin dans les métaux magnétiques, et les principales découvertes dans ce domaine ont des implications importantes pour le domaine de l'électronique. En effet, l'électronique conventionnelle considère principalement la charge électronique, alors que la spintronique permet d'exploiter le spin des électrons. L'une des avancées les plus importantes en spintronique a été l'introduction de degrés de liberté de spin dans les semi-conducteurs, qui sont des composants essentiels des applications électroniques et photoniques modernes. Cependant, la plupart des expériences portant sur la manipulation du spin dans les semi-conducteurs ont été réalisées sous des champs magnétiques élevés et à des températures cryogéniques.

Récemment, Nozomi Nishizawa et Hiro Munekata et collègues, de l'Institut de Recherche Innovante, Institut de technologie de Tokyo, ont examiné le comportement des diodes électroluminescentes (DEL) polarisées en spin à température ambiante et sans champ magnétique externe. D'où, ils ont obtenu le résultat inattendu d'une électroluminescence (EL) à polarisation circulaire (CP) presque purement circulaire.

Les LED utilisées dans l'étude contenaient une double hétérostructure épitaxiale (structure en sandwich) d'AlGaAs/GaAs/AlGaAs, une barrière tunnel cristalline en AlOx (pour la stabilité électrique en fonctionnement), et un injecteur de spin dans le plan de Fe polycristallin. Pendant le fonctionnement, des spins d'un type donné ont été injectés dans le dispositif. La relaxation de spin a alors provoqué la dispersion de ces spins et l'adoption d'autres orientations orthogonales. Une recombinaison radiative s'est ensuite produite, qui a été observée sous la forme d'une émission polarisée linéairement.

Des expériences sur les puces LED ont montré qu'une densité de courant plus élevée générait une augmentation de l'intensité d'émission. Nishizawa et ses collègues ont également noté que la différence entre les composants EL gauche et droit augmentait avec la densité de courant. Spécifiquement, l'intensité de la composante minoritaire gaucher diminuait avec l'augmentation de la densité de courant, alors que celle de la composante majoritaire droitière augmente linéairement. Par conséquent, lorsque la densité de courant était suffisamment élevée (~ 100 A/scm), CP presque pur a été atteint. En étudiant ce comportement plus en détail, les chercheurs ont découvert que le dopage de type p dans la couche active permettait l'observation du CP, qui découlent de processus non linéaires dépendants du spin se produisant à une densité de courant suffisamment élevée.

À l'avenir, des densités de courant plus élevées seront appliquées afin d'élucider le mécanisme derrière ces processus non linéaires et d'étudier la possibilité d'une émission de CP stimulée dans d'autres géométries. D'autres pistes d'investigation importantes existent également, par exemple., applications potentielles de spin-LED dans les communications optiques sécurisées, diagnostic de cancer, et l'imagerie des noyaux optiquement améliorée.