Сотрудники Лаборатории сверхскоростной спектроскопии Федеральной Политехнической школы Лозанны, EPFL (Швейцария) показали, что электроны способны менять спиновые состояния намного быстрее (по меньшей мере, в 100 тыс. раз), чем предполагалось до этого. Установленный факт имеет огромную важность как для фундаментальной физики, так и для зарождающейся прикладной отрасли спинтронных технологий.

Спин-переход (spin cross-over) уже используется, например, в системах преобразования энергии или в светодиодах OLED, но до сих пор считалось, что этот процесс слишком медленный, чтобы его можно было эффективно применять в спинтронных схемах.

Еще в 2009 г. в лаборатории EPFL под руководством Маджеда Чергуя (Majed Chergui) было установлено, что «прыжок» электрона через четыре спиновых состояния – от 0 к 2 – происходит в пределах 150 фемтосекунд. С тех пор Чергую вместе с его ассистентом, Джеральдом Обоком (Gerald Auböck) удалось существенно улучшить временнóе разрешение лазерного спектроскопа и получить с его помощью уточнённую оценку времени перехода – 50 фемтосекунд.

«Это, по-видимому, означает, что в действительности все происходит еще быстрее, – написал Чергуй в статье для Nature Chemistry. – Но, более важно, что это прямой процесс». На последовательное прохождение промежуточных спиновых состояний просто не хватает времени.

Задачей теоретиков теперь станет разработка новой модели, объясняющей сверхбыстрые спин-переходы. А лаборатория EPFL нацелилась на то, чтобы визуализировать трансформации, происходящие с электронами внутри молекул. Это потребует еще более изощренных экспериментальных методик, таких как спектроскопия внутренних электронных оболочек (core-level spectroscopy), и позволит окончательно решить вопрос о фундаментальных ограничениях спинтроники.

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