Открыта новая связь между магнетизмом и электричеством

В совместном исследовании Норвежского научно-технического университета и Кембриджского университета было показано, что в магнитном материале возможно генерировать электрический ток вращая его намагниченность. Новая связь между магнетизмом и электричеством, по мнению авторов публикации на сайте Nature Nanotechnology, может иметь практические приложения в электронике и спинтронике.

Ранее уже было известно, что вращение намагничивания магнитного материала может генерировать чистые спиновые токи в прилегающих проводниках.

Но чистый спиновый ток, образуемый движением в материале носителей зарядов с двумя разными спинами (представляющими вращение по и против часовой стрелки) в противоположных направлениях, невозможно обычным путем выявить вольтметром из-за взаимного вычитания зарядовых противотоков. Необходим дополнительный компонент для спин-зарядового преобразования, например, другой ферромагнит или сильное спин-орбитальное взаимодействие, вызывающее спиновый эффект Холла. В новой работе физики продемонстрировали, что у небольшого класса ферромагнетиков такое спин-зарядовое преобразование происходит в самом материале.

Спиновые токи, возникающие в материале, таким образом, через спин-орбитальное взаимодействие напрямую преобразуются в зарядовые. Иными словами, ферромагниты функционируют как генераторы переменного тока, приводимые в действие вращающейся намагниченностью.

Процесс генерирования тока, продемонстрированный исследователями, получил название магнонная зарядовая накачка. С его помощью можно получать переменный ток очень высокой частоты, зависимость же от внешнего магнитного поля позволяет применять зарядовую накачку для считывания магнитной информации.