超高速弾道軌道輸送の観察 – Nature Nanotechnology

これまでのところ、ほとんどの電子デバイスは電子の電荷またはスピンの自由度に基づいていますが、電子は軌道角運動量も運ぶことができます。電子の軌道角運動量に焦点を当てるオービトロニクス (軌道エレクトロニクス)¹、特にテラヘルツ (THz) 周波数では、スピントロニクスの分野よりもはるかに研究されていません。^2,3。しかし、オービトロニクスは、多くの材料においてスピン流で可能となるよりも長距離にわたる高密度の情報伝達を約束します。さらに、電子の軌道角運動量を利用して、 L (1) 軌道電流は固体内のブロッホ状態から生じる性質であり、多くの原子で構成されているため、軌道角運動量の伝達は任意に大きくすることができます。¹、一方、スピン角運動量 S 1個の電子は次のように制限されています (フラク{1}{2}スラッシュ)。これは、スピントロニクスデバイスにおける情報の効率的な伝達および制御を妨げる可能性がある。 (2) 軌道角運動量から電荷電流への変換はスピン軌道結合に依存しないため、より多くの材料を角運動量ベースのデバイスと電荷ベースのデバイスのインターフェースに利用できる可能性があることを示唆しています。⁴。これらの利点にもかかわらず、明確に区別することは実験的に困難でした。 L および S 輸送と充電電流への変換。さらに、かどうかは不明である L トランスポートも同様に使用できます S 超高速タイムスケールでの伝送により、効率的な THz デバイスが実現される可能性がある^5,6.

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• 情報源： https://www.nature.com/articles/s41565-023-01458-4