Παρατήρηση Ultrafast Balistic Orbital Transport - Nature Nanotechnology

Αναδημοσίευση από τον Πλάτωνα

Ακολουθούν: 0

Ενώ οι περισσότερες ηλεκτρονικές συσκευές μέχρι στιγμής βασίζονται στο φορτίο του ηλεκτρονίου ή στο βαθμό ελευθερίας του σπιν, τα ηλεκτρόνια μπορούν επίσης να φέρουν τροχιακή γωνιακή ορμή. Orbitronics (τροχιακή ηλεκτρονική), η οποία εστιάζει στην τροχιακή γωνιακή ορμή του ηλεκτρονίου¹, είναι πολύ λιγότερο εξερευνημένο από το πεδίο της σπιντρονικής, ειδικά σε συχνότητες terahertz (THz)^2,3. Ωστόσο, το orbitronics υπόσχεται μεταφορά πληροφοριών υψηλότερης πυκνότητας σε μεγαλύτερες αποστάσεις σε πολλά υλικά από ό,τι θα ήταν δυνατό με τα ρεύματα σπιν. Επιπλέον, χρησιμοποιώντας την τροχιακή γωνιακή ορμή του ηλεκτρονίου L προσφέρει διακριτά πλεονεκτήματα: (1) το τροχιακό ρεύμα είναι μια αναδυόμενη ιδιότητα από καταστάσεις Bloch σε ένα στερεό, που περιλαμβάνει πολλά άτομα και, ως εκ τούτου, η τροχιακή μεταφορά γωνιακής ορμής μπορεί να είναι αυθαίρετα μεγάλη¹, ενώ η γωνιακή ορμή σπιν S ενός ηλεκτρονίου περιορίζεται σε (frac{1}{2}hslash). Αυτό μπορεί να εμποδίσει την αποτελεσματική μεταφορά και τον έλεγχο των πληροφοριών σε συσκευές spintronic. (2) Η μετατροπή της τροχιακής γωνιακής ορμής σε ρεύματα φόρτισης δεν βασίζεται στη σύζευξη περιστροφής-τροχιάς, υποδηλώνοντας ότι θα μπορούσαν ενδεχομένως να αξιοποιηθούν πολλά περισσότερα υλικά για τη διασύνδεση συσκευών που βασίζονται σε γωνιακή ορμή με συσκευές βασισμένες στο φορτίο⁴. Παρά αυτά τα πλεονεκτήματα, ήταν πειραματικά δύσκολο να γίνει ξεκάθαρη διάκριση L και S μεταφορά και τη μετατροπή τους σε ρεύματα φόρτισης. Επιπλέον, δεν ήταν σαφές εάν L μεταφορά θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί παρόμοια με S μεταφορά σε εξαιρετικά γρήγορα χρονικά διαστήματα, που ενδεχομένως οδηγεί σε αποδοτικές συσκευές THz^5,6.