Vols estar al dia? Subscriu-te al nostre newsletter. 1 E-mail cada 2 Mesos! |
 |
Cerdanyola del Vallès, 20 de desembre de 2022. L'espintrònica és un camp de la nanotecnologia amb l'objectiu d'aprofitar l'espín de l'electró, anant més enllà que els corrents de càrrega convencionals que constitueixen la base de la microelectrònica actual. Per exemple, l'espintrònica aplicada a materials ferromagnètics va permetre un enorme increment en la capacitat d'emmagatzematge dels discs durs gràcies als capçals de lectura que incorporaven aquests materials. Més recentment, l'espintrònica ha despertat gran interès degut a l'aprofitament de l'acoblament espín-òrbita d'elements pesants no magnètics, com el platí.
L'objectiu del projecte liderat per la investigadora Sandra Ruiz Gómez de la Universitat Complutense de Madrid (UCM) i pel Sincrotró ALBA va ser mesurar de manera directa, sense la necessitat d'una intercara que pogués interferir en la mesura de les propietats del material, l'efecte Hall d'espí a un material prometedor al camp de l'espintrònica, coure dopat amb bismut (Cu95Bi5).
L'efecte Hall d'espí consisteix en la conversió d'un corrent de càrrega en un corrent pur d'espí que porta a una acumulació d'espí a la superfície de la mostra, detectable amb XMCD (Dicroisme Magnètic Circular de Raigs-X). La mesura es va prendre al PEEM (Microscopi de Fotoemissió d'Electrons) de la línia de llum CIRCE al Sincrotró ALBA utilitzant aquesta tècnica, detectant així l'acumulació d'espí a la superfície i mesurant el moment magnètic acumulat pels àtoms de coure.
"És el primer cop que s'ha detectat l'efecte Hall d'espí amb espectroscòpia de raigs-X", comenta Sandra Ruiz. "És una gran passa endavant ja que ens proporciona una mesura directa d'aquest fenomen sense els efectes de les intercares".
Els resultats confirmen el gran potencial del Cu95Bi5 en l'àmbit de l’espintrònica gràcies a la seva elevada eficiència convertint corrents de càrrega en corrents d'espí. En concret, un àrea que pot aprofitar aquest concepte es la nanoelectrònica a l'hora de dissenyar dispositius com les MRAMs (Memòries Magnètiques d'Accés Aleatori). Les MRAMs són, avui dia, les responsables de la majoria de funcions de memòria dels ordinadors i telèfons intel·ligents, el que les fa imprescindibles pel seu rendiment. L'efecte Hall d'espí té, per tant, el potencial per utilitzar-se en cel·les de memòria MRAM més eficients i ràpides que les actuals.
Figura: (a) Representació esquemàtica de la geometria experimental, indicant el flux d'electrons (fletxa groga) i la polarització d'espí acumulada a les diferents superfícies (fletxes verdes i taronges). El feix de raigs-X polaritzat circularment es mostra en blau i incideix des de la dreta amb un angle d'incidència de 16°, proporcionant sensibilitat a la polarització d'espí en la direcció del feix. (b) Visualització de l'acumulació d'espí a un elèctrode de Cu95Bi5. La gràfica mostra l'asimetria píxel per píxel “a dalt-a baix” d'una imatge XMCD presa a la vora L3 del coure, és a dir, la resta de dues àrees amb un flux de corrent contrari. Les àrees fora de la regió d'integració s'han ocultat per a millorar la claredat de la gràfica.
Amb la col·laboració de la Fundació Espanyola per a la Ciència i la Tecnologia. El Sincrotró ALBA forma part de la xarxa d'Unitats de Cultura Científica i de la Innovació (UCC+i) de la Fundació Espanyola per a la Ciència i la Tecnologia (FECYT) i ha rebut suport a través del projecte FCT-21-17088.
