Наблюдение сверхбыстрого баллистического орбитального транспорта - Природные нанотехнологии

Переиздано Платоном

Читают: 0

В то время как большинство электронных устройств до сих пор основаны на заряде электрона или его спиновой степени свободы, электроны также могут нести орбитальный угловой момент. Орбитроника (орбитальная электроника), которая фокусируется на орбитальном угловом моменте электрона.¹, гораздо менее изучен, чем область спинтроники, особенно на терагерцовых (ТГц) частотах.^2,3. Однако орбитроника обещает передачу информации с более высокой плотностью на большие расстояния во многих материалах, чем это было бы возможно при использовании спиновых токов. Кроме того, используя орбитальный угловой момент электрона L дает явные преимущества: (1) орбитальный ток является эмерджентным свойством блоховских состояний в твердом теле, состоящем из многих атомов, и, следовательно, переданный орбитальный угловой момент может быть сколь угодно большим¹, тогда как спиновый угловой момент S одного электрона ограничивается (фракция{1}{2}hslash). Это может препятствовать эффективной транспортировке и контролю информации в устройствах спинтроники. (2) Преобразование орбитального углового момента в зарядовые токи не зависит от спин-орбитальной связи, что позволяет предположить, что гораздо больше материалов потенциально могут быть использованы для сопряжения устройств, основанных на угловом моменте, с устройствами, основанными на заряде.⁴. Несмотря на эти преимущества, экспериментально сложно однозначно отличить L и S транспорт и их преобразование в токи заряда. Кроме того, было неясно, L транспорт можно использовать аналогично S транспорт в сверхбыстрых временных масштабах, что потенциально может привести к созданию эффективных терагерцовых устройств^5,6.