Un courant de spin pur sans courant de charge net associé peut assurer une faible dissipation dans le traitement et le stockage de l'information.

Le courant de spin pur peut être produit par éclairage optique dans des systèmes à symétrie d'inversion spatiale brisée avec une énergie photonique ou un angle de polarisation spécial. Mais il est difficile dans l'application pratique.

Récemment, un groupe de recherche dirigé par le professeur Zheng Xiaohong de l'Institute of Solid State Physics (ISSP), Instituts des sciences physiques de Hefei (HFIPS), a proposé une nouvelle voie robuste pour obtenir un courant de spin pur par effet photogalvanique avec des antiferromagnétiques centrosymétriques bidimensionnels (2-D). L'étude a été publiée dans Informations quantiques npj le 4 février.

"En raison de la préservation de la symétrie d'inversion structurelle et de l'antisymétrie de polarisation de spin dans ces matériaux, le photocourant de charge induit par l'effet photogalvanique de spin (PGE) est bien nul, " a déclaré l'auteur principal Jiang Peng, un doctorant. "Alors que des photocourants finis pour les deux canaux de spin avec des directions d'écoulement opposées et une amplitude égale sont toujours générés, donnant lieu à un courant de spin pur."

Les chercheurs ont construit un dispositif photoélectrique à double porte avec un nanoruban de graphène en zigzag (ZGNR), qui avait un couplage antiferromagnétique intrinsèque (AFM) entre les deux bords et une structure de bande dégénérée en spin.

Ils ont découvert que le courant de spin pur généré ne dépendait ni de l'énergie des photons, ni sur la caractéristique de polarisation de la lumière polarisée appliquée. De plus, il a démontré que les structures de bandes de séparation de spin n'étaient pas nécessaires.

"L'appareil peut fonctionner dans le sens où un courant polarisé à spin complet et un courant de spin pur peuvent être générés, en accordant les doubles portes appliquées aux deux fils, " a déclaré le professeur Zheng.

Ce mécanisme induit par les PGE peut être étendu à d'autres matériaux magnétiques centrosymétriques 2D avec antisymétrie de polarisation de spin, fournissant une nouvelle voie pour la génération expérimentale de courant de spin pur dans le champ photoélectrique.