Спостереження надшвидкого балістичного орбітального транспорту - Nature Nanotechnology

Перевидано Платоном

читають: 0

У той час як більшість електронних пристроїв досі засновані на заряді електрона або його спіновому ступені свободи, електрони також можуть переносити орбітальний кутовий момент. Орбітроніка (орбітальна електроніка), яка фокусується на орбітальному кутовому моменті електрона¹, є набагато менш вивченим, ніж сфера спінтроніки, особливо на частотах терагерц (ТГц).^2,3. Однак орбітроніка обіцяє більшу щільність передачі інформації на великі відстані в багатьох матеріалах, ніж це було б можливо за допомогою спінових струмів. Крім того, використовуючи орбітальний кутовий момент електрона L пропонує явні переваги: (1) орбітальний струм є властивістю, що виникає внаслідок блоховських станів у твердому тілі, що складається з багатьох атомів, і, отже, передача орбітального кутового моменту може бути довільно великою¹, тоді як кутовий момент обертання S одного електрона обмежується (frac{1}{2}hslash). Це може перешкоджати ефективному транспортуванню та контролю інформації в спінтронних пристроях. (2) Перетворення орбітального кутового моменту в струми заряду не залежить від спін-орбітального зв’язку, що свідчить про те, що набагато більше матеріалів можна потенційно використовувати для взаємодії пристроїв на основі кутового моменту з пристроями на основі заряду⁴. Незважаючи на ці переваги, було експериментально складно однозначно розрізнити L та S транспортування та перетворення їх у струми заряду. Крім того, було незрозуміло, чи L транспорт можна використовувати аналогічно S транспортування в надшвидких часових масштабах, що потенційно може призвести до ефективних ТГц пристроїв^5,6.