حركة الإلكترونات قد يكون له تأثير أكبر بكثير على التأثيرات الإلكترونية السبينية مما كان يُفترض سابقًا، وفقًا لدراسة جديدة. حتى الآن، تم أخذ حساب هذه التأثيرات في الاعتبار بشكل أساسي أثناء دوران الإلكترونات. وقد تم هذا الاكتشاف من قبل فريق دولي من الباحثين بقيادة فيزيائيين من جامعة مارتن لوثر هالي-فيتنبرغ (MLU). أثناء القيام بذلك، تم أخذ دوران الإلكترونات في الاعتبار في المقام الأول. نُشرت الدراسة في مجلة "Physical Review Research" وتقدم نهجًا جديدًا في تطوير المكونات الإلكترونية السبينية.
تعتمد العديد من الأجهزة التقنية في الوقت الحاضر على إلكترونيات أشباه الموصلات التقليدية التي يتم بموجبها استخدام تيارات الشحن لتخزين ومعالجة المعلومات في هذه المكونات. ومع ذلك، فإن العيب الرئيسي لهذه الطريقة التقليدية هو فقدان الكثير من الطاقة بسبب الحرارة الناتجة عن التيار. من أجل التعامل مع هذا، تستخدم الإلكترونيات السبينية خاصية أساسية للإلكترونات تُعرف باسم الزخم الزاوي الجوهري والتي يمكن اعتبارها حركة دورانية للإلكترون حول محوره، كما توضح الدكتورة أنيكا جوهانسون، الفيزيائية من MLU. يرتبط الدوران بعزم مغناطيسي يمكن استخدامه أيضًا لشحن الإلكترونات في جيل جديد من المكونات الأسرع والأكثر كفاءة في استخدام الطاقة. لتحقيق ذلك، مطلوب تحويل فعال بين الأحمال وتيارات الدوران. أصبح هذا التحويل ممكنًا بفضل تأثير الأحجار الكريمة. وفقا لتأثير الأحجار الكريمة، من خلال تطبيق مجال كهربائي، يتم توليد تيار الشحن في مادة غير مغناطيسية في الأصل. يؤدي تيار الشحن إلى محاذاة دوران الإلكترونات وتصبح المادة ممغنطة. "يركز التأثير في المقام الأول على كيفية مساهمة دوران الإلكترون في المغنطة، ولكن يمكن للإلكترونات أيضًا أن تحمل عزمًا مداريًا يساهم أيضًا في المغنطة. يقول يوهانسون: "إذا كان الدوران هو دوران الإلكترون حول محوره، فإن العزم المداري هو الحركة حول نواة الذرة". وهذا مشابه للأرض، التي تدور حول محورها وحول الشمس. وبالتالي، فإن العزم المداري يخلق أيضًا لحظة مغناطيسية.
استخدم الباحثون في دراستهم الجديدة عمليات المحاكاة لدراسة التفاعل بين مادتين من الأكسيد شائعة الاستخدام في الإلكترونيات السبينية. على الرغم من أن كلتا المادتين عازلتان، إلا أنه يوجد غاز فلز-إلكترون في السطح البيني بينهما، وهو معروف بتحويله الفعال للشحنة إلى دوران. أخذ الفريق أيضًا في الاعتبار العزم المداري أثناء حساب تأثير الأحجار الكريمة ووجد أن العزم المداري له مساهمة أكبر في تأثير الأحجار الكريمة من مساهمة الدوران. يمكن أن تساعد هذه النتائج في زيادة كفاءة المكونات الإلكترونية السبينية.
