Короче говоря, устройства спинтроники могут однажды вытеснить многие электронные устройства. Это связано с тем, что спинтроника – более эффективный способ выполнения некоторых функций, которые в настоящее время может выполнять электроника. В то время как электронные устройства зависят от потока заряда в виде движущихся электронов, устройства спинтроники используют другое свойство электронов, известное как спин.
Это связано с угловым моментом электрона, и поток спина называется спиновым током.
Есть несколько проблем, связанных с реализацией полезных устройств спинтроники. Среди них – найти способы вызвать спиновой ток и, как только это будет достигнуто, наделить компоненты спинтроники полезными функциями, такими как способность сохранять данные для использования в качестве высокоскоростной памяти. Научный сотрудник Хиронари Иссики и его команда из Института физики твердого тела Токийского университета нашли новый и элегантно простой способ решения обеих этих сложных задач.
«Мы успешно продемонстрировали эффективное преобразование спинового тока в ток заряда в медном образце благодаря простому слою краски.«Этот слой имеет толщину всего в одну молекулу и состоит из органического вещества», – сказал Ишшики. «Эффективность преобразования устройства сравнима с эффективностью преобразования устройств, изготовленных из неорганических металлических материалов, таких как платина или висмут. Однако, по сравнению с неорганическими материалами, с органическими материалами намного проще манипулировать для получения различных функциональных возможностей."
Этот органический слой состоит из вещества, называемого фталоцианином свинца (II). Спиновый ток, вводимый в поверхность, покрытую молекулой, эффективно преобразуется в знакомый зарядный ток. Исследователи экспериментировали со слоями разной толщины, чтобы увидеть, какой из них будет наиболее эффективным.
Когда слой был толщиной в одну молекулу, молекулы выстраивались в упорядоченное расположение, что давало наиболее эффективное преобразование спина в зарядовый ток.
«Органические молекулы, в частности, предлагают исследователям спинтроники высокую степень свободы дизайна, поскольку с ними относительно легко работать. «Типы функциональных компонентов, которые мы надеемся увидеть, могут быть полезны в области высокопроизводительных вычислений или в устройствах с низким энергопотреблением», – пояснил Ишшики. "Требуемые невероятно тонкие слои также означают, что однажды мы сможем создать гибкие устройства или даже устройства, которые вы могли бы создать с помощью специального принтера."
Следующие шаги Иссики и его коллег – изучить другие конфигурации органических слоев на проводящих материалах для реализации новых функций вращения. Они также хотят исследовать преобразование заряда в спиновый ток, процесс, обратный тому, что мы видели в этой демонстрации.
Эта область исследований направлена на значительное ускорение изучения спинтроники с органическими молекулами.