Observação de transporte orbital balístico ultrarrápido – Nature Nanotechnology

Embora a maioria dos dispositivos eletrônicos até agora se baseiem na carga do elétron ou no grau de liberdade de seu spin, os elétrons também podem transportar momento angular orbital. Orbitrônica (eletrônica orbital), que se concentra no momento angular orbital do elétron¹, é muito menos explorado que o campo da spintrônica, especialmente nas frequências terahertz (THz).^2,3. No entanto, a orbitrônica promete transferência de informações de maior densidade em distâncias maiores em muitos materiais do que seria possível com correntes de spin. Além disso, utilizando o momento angular orbital do elétron L oferece vantagens distintas: (1) a corrente orbital é uma propriedade emergente dos estados de Bloch em um sólido, compreendendo muitos átomos e, portanto, a transferência de momento angular orbital pode ser arbitrariamente grande¹, enquanto o momento angular de spin S de um elétron é limitado a (frac{1}{2}barra). Isto pode dificultar o transporte eficiente e o controle de informações em dispositivos spintrônicos. (2) A conversão do momento angular orbital em correntes de carga não depende do acoplamento spin-órbita, sugerindo que muitos mais materiais poderiam ser potencialmente aproveitados para a interface de dispositivos baseados em momento angular com dispositivos baseados em carga.⁴. Apesar dessas vantagens, tem sido experimentalmente desafiador distinguir inequivocamente L e S transporte e sua conversão em correntes de carga. Além disso, não ficou claro se L transporte poderia ser usado de forma semelhante S transporte em escalas de tempo ultrarrápidas, potencialmente levando a dispositivos THz eficientes^5,6.

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