Куперовские пары могут переносить спин!

Революционный результат, полученный в Кембридже, может послужить отправной точкой для будущей спинтронной революции в компьютерах. Еще относительно недавно физики полагали сверхпроводники и спинтронику несовместимыми понятиями. Нулевое сопротивление возможно при объединении электронов с противоположными спинами в «куперовские пары», суммарный спин которых равен нулю. Если при прохождении куперовской пары через магнит один электрон «переворачивается», сверхпроводимость утрачивается.

Новая работа, о которой рассказывается в журнале Nature Communications, опровергает этот тезис, демонстрируя, что сверхпроводимость и спин могут существовать одновременно. Этого удалось достичь, добавив магнитный слой из редкоземельного элемента гольмия. В этом слое вектор намагниченности вращается и формирует неколлинеарный интерфейс с постоянно намагниченными слоями, используемыми для управления спином.

Проходя через гольмиевый слой, куперовские пары не распадаются, несмотря на то, что спины составляющих их частиц становятся параллельными. Этот эффект — возникновение спиновой поляризации с попутным сохранением сверхпроводимости — исследователи смогли подтвердить экспериментально.

«Совместив спинтронику со сверхпроводимостью ... мы смогли бы создавать очень сложные и высокопроизводительные схемы, которые имели бы весьма скромные энергетические запросы», — отмечается в статье.

Следующей задачей исследовательского коллектива из Кембриджа будет создание прототипа элемента памяти, работающего на сверхпроводящих спиновых токах, и поиск новых комбинаций материалов для повышения эффективности этого метода.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI