Synchronizacja nadzieją dla spintroniki?

W bieżącym tygodniu w Nature pojawi się artykuł, w którym badacze IBM-a poinformują o dokonaniu ważnego przełomu w spintronice. Spintronika stara się wykorzystać w elektronice spin elektronu. Jego kontrolowanie jest niezwykle trudne. W naturalnych warunkach spin pozostaje w stałej pozycji przez około 100 pikosekund. To zbyt krótko, by wykonać jakiekolwiek operacje logiczne.

Specjaliści z IBM Research oraz ETH Zurich informują za pośrednictwem Nature, że udało im się zsynchronizować spiny elektronów i utrzymać je w ten sposób przez 1,1 nanosekundy. To wystarczająco długo, by układ taktowany 1-gigahercowym zegarem mógł z tego spinu skorzystać.

Gian Salis, współautor badań, informuje, że wraz z kolegami wykorzystali bardzo krótkie impulsy laserowe do badania spinów tysięcy elektronów, które umieszczono na bardzo małej przestrzeni. Zwykle spiny przybierają przypadkowe ciągle zmieniające się wartości. Jednak naukowcom z IBM-a i ETH udało się, jako pierwszym, ułożyć spiny w regularne, przypominające paski, wzorce.

Salis przypomina, że już w 2003 roku pojawiła się idea podobnego rozwiązania, jednak nigdy wcześniej nie zaobserwowano bezpośrednio, by komuś udało się osiągnąć pożądane rezultaty. Kierunek rotacji spinów był zupełnie przypadkowy. Teraz go zsynchronizowaliśmy, więc spin nie tylko utrzymuje się przez dłuższy czas, ale elektrony obracają się synchronicznie, jak w tańcu. Udowodniliśmy, że dokładnie rozumiemy, co się tam dzieje i wykazaliśmy, że teoria jest prawdziwa - dodaje Salis.

Naukowcy będą teraz próbowali wydłużyć 30-krotnie czas, w którym spin pozostaje niezmienny.

Na razie praktyczne wykorzystanie odkrycia specjalistów z IBM-a i ETH jest niemożliwe. Swoje eksperymenty prowadzili oni bowiem w temperaturze -233 stopni Celsjusza.