Een NUST MISIS-professor maakte deel uit van een internationaal onderzoeksteam dat bewijs heeft gevonden voor het bestaan ​​van de Zeeman spin-baankoppeling in antiferromagnetische geleiders. Dit werk kan de weg vrijmaken voor de volgende generatie elektronica. De studie is gepubliceerd in npj Quantum Materialen .

Het elektron heeft twee fundamentele eigenschappen:lading en spin. Conventionele elektronische apparaten gebruiken alleen de lading van het elektron voor informatieverwerking. In recente jaren, een enorme onderzoeksinspanning is gericht op het bouwen van fundamenteel nieuwe elektronische apparaten (vaak 'spintronische apparaten' genoemd) die specifiek spin-eigenschappen zouden benutten naast het laden van vrijheidsgraden. De overgang van conventionele elektronica naar spintronica-technologie opent de mogelijkheden om apparaten te bouwen met een hoge opslagdichtheid en een snelle werking. De tweecomponentenaard van op spin gebaseerde systemen maakt ze mogelijk toepasbaar voor kwantumcomputers.

De huidige inspanningen bij het ontwerpen van spintronische apparaten zijn gericht op het begrijpen en gebruiken van spin-baankoppeling, een interactie tussen het baanimpulsmoment en het spinimpulsmoment van een individueel deeltje, zoals een elektron. Echter, spin-baankoppeling die in veel verbindingen voorkomt, is vaak zwak of het ontstaan ​​ervan vereist het gebruik van zware componenten. Een manier om met spin-baankoppeling gerelateerde uitdagingen te overwinnen, zou het gebruik van antiferromagnetische middelen kunnen zijn. Een spin-baan koppeling van een ongewone aard, genaamd Zeeman spin-baankoppeling zal zich naar verwachting manifesteren in een breed scala van ferromagnetische geleiders. Omdat het evenredig is met het aangelegde magnetische veld, de koppeling is afstembaar. Nog, experimenteel bewijs van dit fenomeen ontbrak.

De samenwerking van een NUST MISIS-fysicus met collega's uit Duitsland, Frankrijk en Japan geproduceerd, Voor de eerste keer, experimenteel bewijs van Zeeman spin-baankoppeling in twee zeer verschillende gelaagde geleiders:een organische antiferromagnetische supergeleider, en een prominente met elektronen gedoteerde supergeleider die behoort tot de familie van supergeleidende materialen voor cupraat bij hoge temperatuur. Verkregen op twee zeer verschillende materialen, de resultaten van dit werk tonen de generieke aard van de Zeeman spin-baankoppeling aan. Naast het fundamentele belang ervan, de Zeeman spin-baankoppeling opent nieuwe mogelijkheden voor spinmanipulatie, zeer gewild in de huidige poging om elektronenspin te benutten voor toekomstige spintronische toepassingen.

"De Zeeman spin-baankoppeling kan aanzienlijk sterker zijn dan andere bekende soorten spin-baankoppeling, waardoor nieuwe wegen worden geboden voor de ontwikkeling van fundamenteel nieuwe elektronische apparaten", merkte Pavel Grigoriev op, Professor aan de NUST MISIS afdeling Theoretical Physics and Quantum Technologies, senior onderzoeker bij Landau Instituut voor Theoretische Fysica.