Spintronics เป็นสาขาที่ได้รับความสนใจอย่างมากจากข้อได้เปรียบที่เป็นไปได้มากมายสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป ซึ่งรวมถึงการลดการใช้พลังงาน การทำงานด้วยความเร็วสูง ความไม่ผันผวน และศักยภาพของฟังก์ชันใหม่ๆ
Spintronics ใช้ประโยชน์จากการหมุนของอิเล็กตรอนภายใน และพื้นฐานของสนามคือการควบคุมการไหลของระดับอิสระของการหมุน เช่น กระแสการหมุน นักวิทยาศาสตร์มุ่งเน้นไปที่วิธีการสร้าง กำจัด และควบคุมสิ่งเหล่านี้สำหรับการใช้งานในอนาคต
การตรวจจับกระแสการหมุนไม่ใช่เรื่องง่าย ต้องใช้การวัดแรงดันไฟฟ้าด้วยกล้องจุลทรรศน์ ซึ่งจะพิจารณาการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าโดยรวมของวัสดุ อย่างไรก็ตาม สิ่งกีดขวางทั่วไปคือการขาดความเข้าใจว่ากระแสหมุนนี้เคลื่อนที่หรือแพร่กระจายภายในวัสดุได้อย่างไร
ขณะนี้ทีมนักวิจัยรายงานวิธีการคาดการณ์ว่ากระแสหมุนจะเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิอย่างไร การศึกษานี้ตีพิมพ์ใน ประยุกต์ฟิสิกส์จดหมาย.
“การใช้การวัดการกระเจิงของนิวตรอนและแรงดันไฟฟ้า เราได้แสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติทางแม่เหล็กของวัสดุสามารถคาดเดาได้ว่ากระแสสปินจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรตามอุณหภูมิ” Yusuke Nambu ผู้ร่วมเขียนรายงานฉบับนี้และรองศาสตราจารย์จากสถาบันวิจัยวัสดุแห่งมหาวิทยาลัย Tohoku กล่าว ( ไอเอ็มอาร์)
นัมบุและเพื่อนร่วมงานของเขาค้นพบว่าสัญญาณกระแสหมุนเปลี่ยนทิศทางที่อุณหภูมิแม่เหล็กจำเพาะและลดลงที่อุณหภูมิต่ำ นอกจากนี้ พวกเขาพบว่าทิศทางการหมุนหรือโพลาไรเซชันของแมกนอน พลิกทั้งด้านบนและด้านล่างอุณหภูมิแม่เหล็กวิกฤตนี้ การเปลี่ยนแปลงในโพลาไรซ์แมกนอนนี้สัมพันธ์กับการกลับตัวของกระแสสปิน ซึ่งทำให้ทิศทางการแพร่กระจายของแสงลดลง
นอกจากนี้ วัสดุที่ศึกษายังแสดงพฤติกรรมทางแม่เหล็กด้วยพลังงานช่องว่างที่แตกต่างกัน สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าภายใต้อุณหภูมิที่เชื่อมโยงกับพลังงานช่องว่างนี้ พาหะกระแสสปินจะหายไป ส่งผลให้สัญญาณกระแสสปินที่อุณหภูมิต่ำลงที่สังเกตได้ น่าสังเกตที่การพึ่งพาอุณหภูมิของกระแสหมุนเป็นไปตามการสลายตัวแบบเอ็กซ์โปเนนเชียล ซึ่งสะท้อนผลการกระเจิงของนิวตรอน
Nambu เน้นย้ำว่าการค้นพบของพวกเขาเน้นย้ำถึงความสำคัญของการทำความเข้าใจรายละเอียดด้วยกล้องจุลทรรศน์ในการวิจัยของ Spintronics "ด้วยการชี้แจงพฤติกรรมของแม่เหล็กและความแปรผันของอุณหภูมิทำให้เราสามารถเข้าใจกระแสการหมุนในแม่เหล็กที่เป็นฉนวนได้อย่างครอบคลุม ปูทางไปสู่การทำนายกระแสการหมุนได้แม่นยำยิ่งขึ้น และอาจพัฒนาวัสดุขั้นสูงด้วยประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น"