Figure 1 :a) En vrac, (Pt, Le Pd)CoO2 peut être considéré comme un empilement alterné de couches métalliques et isolantes. La charge polaire à la surface terminée par CoO2 rend cependant la couche de surface métallique, et lui permet d'héberger des états remarquablement différents de ceux du cristal massif. La raison sous-jacente des propriétés fascinantes de ces états sont les octaèdres de CoO2 à la surface (Fig 1b). Il est énergétiquement plus favorable pour les électrons de sauter à travers l'oxygène de surface (rose) qu'à travers l'oxygène souterrain (violet), introduisant ainsi une grande échelle d'énergie de brisure de symétrie d'inversion. Cela permet à son tour de développer un spin-splitting maximal, atteindre la taille du couplage spin-orbite atomique, comme le montre la mesure de photoémission (Fig 1c). Crédit :Université de St Andrews
Les recherches menées par l'Université de St Andrews pour développer une voie pour créer des états de surface avec une différence d'énergie maximale entre les électrons avec des spins différents pourraient aider à concevoir des matériaux à utiliser dans les appareils électroniques de nouvelle génération.
A paraître demain dans La nature (28 septembre), des chercheurs de l'Université de St Andrews et du Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids à Dresde, en collaboration avec le personnel de la ligne de lumière de Diamond Light Source et Elettra en Italie, ont décrit une nouvelle voie pour maximiser la division de spin des états de surface.
Les surfaces des matériaux peuvent héberger des propriétés électroniques uniques, où les électrons se comportent très différemment de l'intérieur. En particulier, les symétries intrinsèquement brisées de la surface par rapport au volume de l'échantillon permettent une séparation des états énergétiques selon leur spin. Le fractionnement de spin est au cœur d'un certain nombre de nouveaux dispositifs électroniques proposés, où la charge et le spin des électrons peuvent être utilisés. Cette technologie pourrait conduire à un transfert et un stockage plus efficaces des données. Cependant, pour rendre ce développement possible, il est nécessaire de comprendre d'abord la physique sous-jacente de la division de spin, et en particulier comment maximiser l'ampleur de l'effet.
En considérant les hiérarchies d'échelles d'énergie dans le système, l'équipe de recherche a identifié qu'une situation de division de spin maximale pourrait être réalisée en ayant d'abord une très grande échelle d'énergie associée à la brisure de la symétrie d'inversion à la surface. Ils ont ensuite mesuré la structure électronique du PtCoO
Crédit :Université de St Andrews
Auteur principal Veronika Sunko à l'Université de St Andrews, dit :« Il est important de considérer les hiérarchies énergétiques, et ensuite de trouver une structure où il y a naturellement de grandes échelles d'énergie associées à la symétrie d'inversion qui se brise à la surface."
