Le mouvement des électrons peut avoir une influence significativement plus grande sur les effets spintroniques qu'on ne le supposait auparavant. Cette découverte a été faite par une équipe internationale de chercheurs dirigée par des physiciens de l'Université Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU). Jusqu'à maintenant, un calcul de ces effets a pris, par dessus tout, le spin des électrons en considération. L'étude a été publiée dans la revue Examen physique de la recherche et offre une nouvelle approche dans le développement de composants spintroniques.

De nombreux dispositifs techniques sont basés sur l'électronique semi-conductrice conventionnelle. Les courants de charge sont utilisés pour stocker et traiter les informations dans ces composants. Cependant, ce courant électrique génère de la chaleur et de l'énergie est perdue. Pour contourner ce problème, la spintronique utilise une propriété fondamentale des électrons connue sous le nom de spin. "C'est un moment angulaire intrinsèque, qui peut être imaginé comme un mouvement de rotation de l'électron autour de son propre axe, " explique le Dr Annika Johansson, un physicien à MLU. Le spin est lié à un moment magnétique qui, en plus de la charge des électrons, pourrait être utilisé dans une nouvelle génération de composants rapides et économes en énergie.

Pour y parvenir, il faut une conversion efficace entre les courants de charge et de spin. Cette conversion est rendue possible par l'effet Edelstein :en appliquant un champ électrique, un courant de charge est généré dans un matériau à l'origine non magnétique. En outre, les spins des électrons s'alignent, et le matériau devient magnétique. "Les articles précédents sur l'effet Edelstein se sont principalement concentrés sur la façon dont le spin des électrons contribue à la magnétisation, mais les électrons peuvent également porter un moment orbital qui contribue également à l'aimantation. Si le spin est la rotation intrinsèque de l'électron, alors le moment orbital est le mouvement autour du noyau de l'atome, " dit Johansson. C'est semblable à la terre, qui tourne à la fois sur son propre axe et autour du soleil. Comme la rotation, ce moment orbital génère un moment magnétique.

Dans cette dernière étude, les chercheurs ont utilisé des simulations pour étudier l'interface entre deux matériaux d'oxyde couramment utilisés en spintronique. "Bien que les deux matériaux soient des isolants, un gaz d'électrons métallique est présent à leur interface qui est connu pour sa conversion charge-spin efficace, " dit Johansson. L'équipe a également pris en compte le moment orbital dans le calcul de l'effet Edelstein et a constaté que sa contribution à l'effet Edelstein est au moins un ordre de grandeur supérieure à celle du spin. Ces résultats pourraient aider à augmenter l'efficacité de la spintronique Composants.