Des scientifiques de l'Institut de technologie de Tokyo ont proposé de nouveaux matériaux quasi-1-D pour des applications spintroniques potentielles, une technologie à venir qui exploite le spin des électrons. Ils ont effectué des simulations pour démontrer les propriétés de spin de ces matériaux et expliqué les mécanismes derrière leur comportement.

L'électronique conventionnelle est basée sur le mouvement des électrons et concerne principalement leur charge électrique. Cependant, l'électronique moderne est proche d'atteindre les limites physiques pour des améliorations continues. Mais les électrons portent une autre propriété physique quantique intrinsèque appelée "spin, " qui peut être interprété comme un type de moment angulaire et peut être " vers le haut " ou " vers le bas ". la spintronique est un domaine dans lequel le spin des électrons conducteurs est crucial. De sérieuses améliorations des performances et de nouvelles applications peuvent être obtenues grâce aux courants de spin.

Les chercheurs essaient toujours de trouver des moyens pratiques de générer des courants de spin via des structures matérielles qui possèdent des électrons avec des propriétés de spin souhaitables. L'effet Rashba-Bychkov (ou simplement effet Rashba), qui consiste à casser la symétrie des électrons de spin-up et de spin-down, pourraient potentiellement être exploitées à cette fin. Le professeur agrégé Yoshihiro Gohda de l'Institut de technologie de Tokyo et son collègue ont proposé un nouveau mécanisme pour générer un courant de spin sans perte d'énergie à partir d'une série de simulations pour de nouveaux matériaux quasi-1-D à base d'indium adsorbé par du bismuth qui présentent un effet Rashba géant . "Notre mécanisme est adapté aux applications spintroniques, ayant l'avantage de ne pas nécessiter de champ magnétique externe pour générer un courant de spin non dissipatif, " explique Gohda. Cet avantage simplifierait les dispositifs spintroniques potentiels et permettrait une miniaturisation plus poussée.

Les chercheurs ont mené des simulations basées sur ces matériaux pour démontrer que leur effet Rashba peut être important et ne nécessite que l'application d'une certaine tension pour générer des courants de spin. En comparant les propriétés Rashba de multiples variations de ces matériaux, ils ont fourni des explications sur les différences observées dans les propriétés de spin des matériaux et un guide pour une exploration plus poussée des matériaux.

Ce type de recherche est très important car des technologies radicalement nouvelles sont nécessaires si nous entendons améliorer encore les appareils électroniques et dépasser leurs limites physiques actuelles. "Notre étude devrait être importante pour les applications spintroniques à haut rendement énergétique et stimuler une exploration plus approfondie de différents systèmes Rashba 1-D, " conclut Gohda. Des mémoires plus rapides aux ordinateurs quantiques, les avantages d'une meilleure compréhension et exploitation des systèmes Rashba auront certainement d'énormes implications.