Observation du transport orbital balistique ultrarapide – Nature Nanotechnologie

Alors que la plupart des appareils électroniques sont jusqu'à présent basés sur la charge de l'électron ou sur son degré de liberté de spin, les électrons peuvent également transporter un moment cinétique orbital. Orbitronique (électronique orbitale), qui se concentre sur le moment cinétique orbital de l'électron¹, est beaucoup moins exploré que le domaine de la spintronique, notamment aux fréquences térahertz (THz).^2,3. Cependant, l’orbitronique promet un transfert d’informations de plus haute densité sur de plus longues distances dans de nombreux matériaux que ce qui serait possible avec les courants de spin. De plus, en utilisant le moment cinétique orbital de l'électron L offre des avantages distincts : (1) le courant orbital est une propriété émergente des états de Bloch dans un solide, comprenant de nombreux atomes et, par conséquent, le transfert de moment cinétique orbital peut être arbitrairement important¹, alors que le moment cinétique de spin S d'un électron est limité à (frac{1}{2}hslash). Cela peut entraver le transport et le contrôle efficaces des informations dans les dispositifs spintroniques. (2) La conversion du moment cinétique orbital en courants de charge ne repose pas sur le couplage spin-orbite, ce qui suggère que beaucoup plus de matériaux pourraient potentiellement être exploités pour interfacer des dispositifs basés sur le moment cinétique avec des dispositifs basés sur la charge.⁴. Malgré ces avantages, il a été expérimentalement difficile de distinguer sans ambiguïté L ainsi que le S transport et leur conversion en courants de charge. En outre, il n'est pas clair si L le transport pourrait être utilisé de la même manière que S transport à des délais ultrarapides, conduisant potentiellement à des dispositifs THz efficaces^5,6.

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• La source: https://www.nature.com/articles/s41565-023-01458-4