يعد Spintronics مجالًا يحظى باهتمام كبير لمجموعة المزايا المحتملة للإلكترونيات التقليدية. وتشمل هذه تقليل استهلاك الطاقة، والتشغيل عالي السرعة، وعدم التقلب، وإمكانية وظائف جديدة.
تستغل الإلكترونيات السبينية الدوران الجوهري للإلكترونات، ومن الأمور الأساسية في هذا المجال التحكم في تدفقات درجة حرية الدوران، أي تيارات الدوران. يركز العلماء على طرق إنشائها وإزالتها والتحكم فيها للتطبيقات المستقبلية.
اكتشاف التيارات الدورانية ليس بالأمر السهل. ويتطلب استخدام قياس الجهد العياني، الذي ينظر إلى تغيرات الجهد الإجمالية عبر المادة. ومع ذلك، فإن حجر العثرة الشائع هو عدم فهم كيفية تحرك هذا التيار المغزلي أو انتشاره داخل المادة نفسها.
يقدم فريق من الباحثين الآن طريقة للتنبؤ بكيفية تغير التيار المغزلي مع درجة الحرارة. يتم نشر الدراسة في رسائل الفيزياء التطبيقية.
يقول يوسوكي نامبو، المؤلف المشارك للورقة البحثية والأستاذ المشارك في معهد أبحاث المواد بجامعة توهوكو: "باستخدام تشتت النيوترونات وقياسات الجهد، أثبتنا أن الخواص المغناطيسية للمادة يمكن أن تتنبأ بكيفية تغير تيار الدوران مع درجة الحرارة". معدل وفيات الرضع).
اكتشف نامبو وزملاؤه أن إشارة تيار الدوران تغير اتجاهها عند درجة حرارة مغناطيسية معينة وتتناقص عند درجات حرارة منخفضة. بالإضافة إلى ذلك، وجدوا أن اتجاه الدوران، أو استقطاب المغنون، ينقلب فوق وتحت درجة الحرارة المغناطيسية الحرجة. ويرتبط هذا التغير في استقطاب الماغنون بانعكاس التيار المغزلي، مما يسلط الضوء على اتجاه انتشاره.
علاوة على ذلك، أظهرت المادة المدروسة سلوكيات مغناطيسية ذات طاقات فجوة متميزة. يشير هذا إلى أنه تحت درجة الحرارة المرتبطة بهذه الفجوة من الطاقة، تكون حاملات تيار الدوران غائبة، مما يؤدي إلى الانخفاض الملحوظ في إشارة تيار الدوران عند درجات حرارة منخفضة. ومن اللافت للنظر أن اعتماد تيار السبين على درجة الحرارة يتبع اضمحلالًا أسيًا، مما يعكس نتائج تشتت النيوترونات.
يؤكد نامبو على أن النتائج التي توصلوا إليها تؤكد أهمية فهم التفاصيل المجهرية في أبحاث الإلكترونيات السبينية. "من خلال توضيح السلوكيات المغناطيسية والتغيرات في درجات الحرارة، يمكننا الحصول على فهم شامل للتيارات الدورانية في المغناطيس العازل، مما يمهد الطريق للتنبؤ بتيارات الدوران بشكل أكثر دقة وربما تطوير مواد متقدمة ذات أداء معزز."