Neue Theorie könnte das Design zukünftiger Spintronik-Schaltungen verändern

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Der Fluss der elektrischen Ladung ist das Herzstück elektronischer Schaltungen.

Allerdings haben Elektronen auch einen Spin, und die Flüsse des Elektronenspins spielen eine wichtige Rolle in spintronischen Schaltkreisen.

Diese könnten für unsere zukünftigen Computertechnologien von wesentlicher Bedeutung sein.

Ein aktuelles Problem bei traditionellen spintronischen Materialien wie magnetischen Materialien ist, dass sie anfällig für elektromagnetische Felder sind, die den Spinfluss stören könnten.

Daher sind nichtmagnetische Materialien, die gegen diese Felder resistent sind, eine attraktive Alternative.

Rembert Duine von der Technischen Universität Eindhoven und der Universität Utrecht haben zusammen mit Andreas Rückriegel von der Universität Utrecht eine neue Theorie zur Untersuchung des Spintransports in nichtmagnetischen Materialien entwickelt.

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Diese Theorie kann beim Entwurf und der Entwicklung neuer Materialien für zukünftige spintronische Anwendungen helfen.Seit den 1990er Jahren steht die Spintronik an der Spitze der Entwicklung von Technologien, die von Festplatten bis zu Smartphones reichen.

Elektronische Schaltungen verwenden Elektronenladung zur Verarbeitung von Informationen, bei denen die Ladung eine Eins und das Fehlen von Ladung eine Null darstellen könnte.

Spintronische Schaltkreise verwenden den Elektronenspin, um Informationen zu transportieren, und der Spin kann entweder “oben” oder “unten” sein.

In der Spintronik stellen diese beiden Spinzustände Einsen und Nullen dar.

Diese Spins erzeugen winzige Magnetfelder, und wenn sie einem Magnetfeld ausgesetzt werden, können die Spins gezwungen werden, sich in eine Richtung auszurichten.

Die Ausrichtung dieser Spins im Material wird durch Spinwellen, auch Magnonen genannt, unterstützt.Typischerweise basieren spintronische Schaltkreise auf magnetischen Isolatoren, die keine elektrische Ladung leiten, aber Spin transportieren können.

Elektromagnetische Felder können jedoch die Spinorientierung stören und zu Instabilitäten führen.

Auf der anderen Seite werden nichtmagnetische Materialien nicht von elektromagnetischen Feldern beeinflusst, so dass sie Spininformationen zuverlässig übertragen können.

Statt mit Magnonen kann die Spininformation in nichtmagnetischen Materialien mit Hilfe von Phononen übertragen werden, die Quasiteilchen sind, die an der….

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