Эффективное преобразование спиновых токов в токи зарядов в сверхпроводнике

Исследовательская группа из Токийского университета впервые успешно измерила спиновый эффект Холла (SHE) в сверхпроводнике. Спиновый эффект Холла отвечает за преобразование магнитного потока в ток и не был тщательно изучен в сверхпроводниках.

Спинтроника, или электроника, использующая спин электрона, это поле исследования, которое привлекают все больший интерес в последние десятилетия. Она дает нам возможность передавать и манипулировать информацией с меньшим расходом энергии вследствие подавления теплового эффекта Джоуля путем использования чистых спиновых токов, потока спинов электронов, а не потока заряда.

Чистые спиновые токи могут быть получены и обнаружены с помощью спинового эффекта Холла. Амплитуда SHE зависит от материала. Больший SHE указывает на более эффективное преобразование между током зарядов и спиновым током. Таким образом, многие исследования были проведены для того, чтобы обнаружить материалы, в которых проявляется больший SHE. В то время как нормальные металлы, такие как платина или вольфрам, рассматривались как перспективные кандидаты для получения большого SHE, сверхпроводникам уделялось мало внимания.

Исследовательская группа проф. Отани в Институте физики твердого тела сообщила о первом наблюдении SHE в сверхпроводнике. Группа подготовила устройство, используя нитрид ниобия, и измерила SHE в сверхпроводящем и нормальном состояниях. Оказалось, что SHE в сверхпроводящем состоянии становится более чем 2000 раз больше, чем в нормальном.

Этот результат является шагом вперед на пути реализации спиновых логических схем и дальнейшего развития сверхпроводящих спинтронных устройств.

Схематическое изображение устройства для измерения SHE в сверхпроводнике. Инжекционный спиновый ток (I) между ферромагнетиком (Ру) и немагнитным материалом (медь: Cu) генерирует чистый спиновый ток (JS) в меди. Чистый спиновый ток течет через медь в сверхпроводник (нитрид ниобия: NBN) и преобразуется в зарядовый ток (JQ) с помощью SHE внутри нитрида ниобия

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365