Спиновые токи охлаждают квантовую точку

Продолжающееся уменьшение размеров компонентов компьютеров все более усложняет задачу защиты их от перегревания. Расчеты, с результатами которых знакомит своих читателей журнал Physical Review Letters, показывают, что для отвода тепла от магнитных нанокристаллов (квантовых точек) может использоваться спиновый ток.

Михаэль Торварт (Michael Thorwart) из Гамбургского университета (Германия) вместе со своими коллегами предложил схему, основанную на магнитномеханическом взаимодействии (магнитное состояние материала влияет на его колебательную энергию и наоборот). Этот эффект был продемонстрирован на нанообъекте — магнитной молекуле, прикрепленной к углеродной нанотрубке.

Взяв за основу такие системы, команда Торварта создала модель квантовой точки, соединенной с двумя ферромагнитными проводниками, служащими как источник и сток для электронов. При туннельном переходе электрона в точку из проводника его спин мог оказаться направленным вниз или вверх. Эксперименты показали, что в случае, если источник и сток имели антипараллельные магнитные поляризации, туннелирующийся электрон изменял свой спин.

Спиновый ток поляризовал намагниченность квантовой точки, снижая ее магнитную энергию, тогда как омический нагрев наоборот, повышал энергию колебательных состояний. Слабая магнитномеханическая связь, таким образом, позволяла отводить колебательную энергию — т.е. охлаждать устройство.

Для определенного сочетания параметров соединения авторам удалось добиться снижения эффективной колебательной температуры квантовой точки более чем на 50% от ее равновесного значения.

Эта технология, по их мнению, может быть полезна для охлаждения магнитных точек, используемых в качестве элементов логических схем молекулярного масштаба.

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