Au cours des deux dernières décennies, un nouveau domaine à l'interface de la physique des semi-conducteurs, l'électronique et la mécanique quantique ont gagné en popularité parmi les physiciens théoriques et les expérimentateurs. Ce nouveau domaine s'appelle la spintronique, et l'une de ses tâches principales est d'apprendre à contrôler le spin des porteurs de charge dans des structures semi-conductrices bien connues. De nombreux efforts théoriques sont toujours nécessaires avant qu'une idée ne trouve sa concrétisation dans un dispositif réel, et jusqu'à présent, les travaux théoriques sur la spintronique l'ont emporté sur la recherche expérimentale.

Denis Khomitski, Le professeur agrégé du département de physique théorique de l'Université Lobatchevsky et l'étudiante de troisième cycle Ekaterina Lavrukhina en collaboration avec le professeur Evgeny Sherman de l'Université du Pays basque à Bilbao (Espagne) ont proposé un nouveau modèle qui décrit le comportement de spin des électrons dans un nanofil semi-conducteur avec une profondeur point quantique (une zone où le mouvement des électrons est confiné par des électrodes), où le comportement de spin peut être contrôlé au moyen d'un champ électrique périodique.

Il est connu que dans les matériaux avec de fortes interactions spin-orbitales, il est possible de contrôler le spin des électrons sans changer le champ magnétique. Au lieu, le contrôle peut être réalisé en appliquant un champ électrique périodique à une fréquence spécialement sélectionnée.

Ce phénomène, appelée résonance de spin dipolaire électrique, est connu depuis un certain temps, mais son application pratique est encore limitée et une telle technologie est nécessaire.

« Dans le modèle proposé, nous avons élucidé le rôle des états continus avec des énergies « au-dessus » de la boîte quantique, vers laquelle l'électron va inévitablement faire son chemin ou tunnel sous l'action d'un champ suffisamment fort en cours de résonance. Il s'avère que pour accélérer le spin flip, ce qui est très souhaitable en électronique et en spintronique, il n'est pas nécessaire d'avoir des champs électriques très forts, parce que dans de tels champs, les électrons pénètrent trop rapidement dans le continuum, et la projection de sa rotation commence à s'estomper avec le temps, emportant des informations précieuses, ", explique Denis Khomitsky qui est en charge de ce projet de recherche à l'université Lobatchevsky.

D'où, une conclusion importante en pratique :il faut choisir un intervalle optimal de champs de contrôle dans de telles structures, ce qui permettra de retourner le spin de l'électron assez rapidement et « soigneusement » pour ne pas perdre les précieuses informations.

L'ouvrage est publié dans Examen physique appliqué .