의 움직임 전자 이전에 가정했던 것보다 스핀트로닉 효과에 훨씬 더 큰 영향을 미칠 수 있다는 새로운 연구가 발표되었습니다. 지금까지 이러한 효과의 계산은 주로 전자 스핀 중에 고려되었습니다. 이 발견은 마틴 루터 대학교 할레-비텐베르크(MLU)의 물리학자들이 이끄는 국제 연구팀에 의해 이루어졌습니다. 그렇게 하는 동안 전자의 스핀이 주로 고려되었습니다. 이 연구는 "Physical Review Research" 저널에 게재되었으며 스핀트로닉 부품 개발에 새로운 접근 방식을 제시합니다.
오늘날 많은 기술 장치는 충전 전류를 사용하여 이러한 구성 요소에 정보를 저장하고 처리하는 기존 반도체 전자 장치를 기반으로 합니다. 그러나 이러한 기존 방식의 가장 큰 단점은 전류에 의해 발생하는 열로 인해 많은 에너지가 손실된다는 점이다. 이 문제를 해결하기 위해 스핀트로닉스는 자체 축을 중심으로 한 전자의 회전 운동으로 생각할 수 있는 고유 각운동량으로 알려진 전자의 기본 특성을 사용한다고 MLU의 물리학자인 Annika Johansson 박사는 설명합니다. 스핀은 더 빠르고 에너지 효율적인 차세대 부품에서 전자를 충전하는 데 사용될 수도 있는 자기 모멘트와 연결됩니다. 이를 달성하려면 부하와 스핀 전류 간의 효율적인 변환이 필요합니다. 이 변환은 보석 효과에 의해 가능해집니다. 보석 효과에 따르면, 전기장을 가해 원래 비자성 물질에 충전 전류가 생성됩니다. 충전 전류로 인해 전자 스핀이 정렬되고 재료가 자화됩니다. ”이 효과는 주로 전자 스핀이 자화에 어떻게 기여하는지에 초점을 맞추고 있지만 전자는 또한 자화에 기여하는 궤도 모멘트를 전달할 수도 있습니다. “스핀이 자신의 축을 중심으로 한 전자의 회전이라면, 궤도 모멘트는 원자핵 주위의 움직임입니다.”라고 요한슨은 말합니다. 이것은 자체 축과 태양 주위를 중심으로 회전하는 지구와 유사합니다. 따라서 궤도 모멘트도 자기 모멘트를 생성합니다.
새로운 연구에서 연구원들은 시뮬레이션을 사용하여 스핀트로닉스에 일반적으로 사용되는 두 가지 산화물 재료 사이의 인터페이스를 연구했습니다. 두 물질 모두 절연체이지만 계면에는 전하를 스핀으로 효율적으로 변환하는 금속-전자 가스가 있습니다. 또한, 연구팀은 보석 효과를 계산할 때 궤도 모멘트를 고려한 결과 스핀보다 궤도 모멘트가 보석 효과에 더 많은 기여를 한다는 사실을 발견했습니다. 이러한 발견은 스핀트로닉 부품의 효율성을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다.
