Micromechanische elementen zijn onmisbare componenten van moderne elektrische apparaten, maar de bediening ervan vereist elektrische stroom. Het wordt moeilijker om het element te bedraden naarmate het apparaat verder wordt verkleind. Als een uitweg uit dit probleem, onderzoekers demonstreerden een nieuwe manier om een ​​kracht te leveren om micromechanica aan te drijven door spinstroom.

Spinstroom is een stroom van elektronenimpulsmoment in materie. De spinstroom is gebruikt als nieuwe informatiedrager in de context van spintronica, zoals harde schijven (HDD) en magnetisch willekeurig toegankelijk geheugen (MRAM). In deze context, de injectie van spinstroom kan de oriëntatie van micromagneten regelen door magnetisch koppel uit te oefenen.

Gezien de aard van het impulsmoment van de spinstroom, wat zou er gebeuren als de spinstroom wordt geïnjecteerd in een mechanisch object? De geïnjecteerde overtollige hoeveelheid impulsmoment kan er een mechanisch koppel op uitoefenen. Dit is het idee.

In dit onderzoek, de onderzoekers fabriceerden een micro-cantileverstructuur gemaakt van magnetische isolator yttrium ijzer-granaat (YIG:Y ₃ Fe ₅ O ₁₂ ). Een metalen dunne draad werd als verwarming op de wortel van de cantilever gelegd. Als er elektrische stroom door de draad loopt, de draad werkt als een generator van spinstroom door het spin Seebeck-effect en de spinstroom plant zich voort in de micro-cantilever. De onderzoekers maten de vibratie van de cantilever terwijl ze de spinstroom injecteerden die gemoduleerd werd in de buurt van de resonantiefrequentie van de micro cantilever. De meting bevestigde dat alleen de spinstroominjectie van de juiste spinoriëntatie de trilling van de cantilever kan opwekken.

"Dit aandrijfmechanisme van micromachines vereist geen elektrische bedrading, "Kazuya Harii, een onderzoeker bij ERATO Saitoh Spin Quantum Rectification Project, zei. "Dit mechanisme is van toepassing op alle mechanische objecten op micro- en nanometerschalen."