Wetenschappers hebben een cruciale doorbraak bereikt in de belangrijke, opkomend gebied van spintronica, wat zou kunnen leiden tot een nieuwe, energie-efficiënte datatechnologie met hoge snelheid.

Een internationaal team van onderzoekers, waaronder de Universiteit van Exeter, heeft een revolutionaire ontdekking gedaan die het potentieel heeft om hoge snelheid, laag stroomverbruik voor enkele van 's werelds meest gebruikte elektronische apparaten.

Terwijl de huidige informatietechnologie afhankelijk is van elektronica die een enorme hoeveelheid energie verbruikt, de elektronen in elektrische stromen kunnen ook een vorm van impulsmoment overdragen die spin wordt genoemd.

'Spin-gebaseerde elektronica of 'spintronics', die spinstroom exploiteert, heeft het potentieel om niet alleen aanzienlijk sneller te zijn, maar ook energiezuiniger.

Wetenschappers hebben onlangs ontdekt dat sommige elektrisch isolerende antiferromagnetische materialen uitzonderlijk goede geleiders van pure spinstroom zijn.

In het nieuwe onderzoek wetenschappers uit Exeter, in samenwerking met de universiteiten van Oxford, Californië Berkeley, en de geavanceerde en diamanten lichtbronnen, hebben experimenteel aangetoond dat hoogfrequente wisselende spinstromen kunnen worden uitgezonden door, en soms van binnen versterkt, dunne lagen antiferromagnetisch NiO.

De resultaten tonen aan dat de spinstroom in dunne NiO-lagen wordt gemedieerd door verdwijnende spingolven, een mechanisme vergelijkbaar met kwantummechanische tunneling.

Het gebruik van dunne NiO-lagen voor overdracht en versterking van wisselstroomspinstroom bij kamertemperatuur en gigahertz-frequenties kan leiden tot efficiëntere toekomstige draadloze communicatietechnologie.

Het onderzoek is gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven .

Maciej Dabrowski, eerste auteur van de Universiteit van Exeter zei:"Bevestiging van het verdwijnende spingolfmechanisme dat door ons experiment wordt getoond, geeft aan dat de overdracht van impulsmoment tussen de spins en het kristalrooster van een antiferromagneet kan worden gerealiseerd in dunne NiO-films en opent de deur naar de constructie van spinstroomversterkers op nanoschaal."

"Coherente overdracht van spinimpulsmoment door verdwijnende spingolven binnen antiferromagnetisch NiO" is gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven .