فیزیکدانان ژاپنی برای اولین بار موفق شده‌اند با استفاده از امواج اسپینی یک سیگنال الکتریکی را در طول یک فاصله یک میلیمتری در داخل یک عایق منتقل کنند.
انتقال سیگنال الکتریکی از طریق امواج اسپینی
فیزیکدانان ژاپنی برای اولین بار موفق شده‌اند با استفاده از امواج اسپینی یک سیگنال الکتریکی را در طول یک فاصله یک میلیمتری در داخل یک عایق منتقل کنند. این تکنیک، که شامل تبدیل جریان الکتریکی به سیگنال اسپینی و بالعکس است، می‌تواند در افزاره‌های “اسپینترونیکی”، که از اسپین و بار الکترون استفاده می‌کنند، مورد استفاده قرار گیرد. چنین افزاره‌هایی مورد علاقه فراوان هستند زیرا در مقایسه با مدارهای الکترونیکی مرسوم کوچک‌تر و کم مصرف‌تر هستند.
یکی از مسائلی که مانع از پیشرفت اسپینترونیک می‌شود این است که انتقال جریان الکترون‌های قطبیده- اسپینی در فواصل بزرگ‌تر از یک میکرومتر در رساناهایی مانند مس بسیار مشکل است. مزیت امواج اسپینی- نوسان‌های جمعی اسپین‌های ایستا در یک عایق مغناطیسی- این است که می‌توانند در بعضی مواد تا فاصله‌های چند میلیمتری یا حتی چند سانتیمتری بدون اتلاف منتقل شوند.
این تکنیک توسط ایجی سایتو و همکارانش از دانشگاه توهوکیو، دانشگاه کئیو و شرکت FDK توسعه یافته است. آنها این افزاره را از نوار مستطیلی نازکی به ضخامت μm1/3 از عایق مغناطیسی Y3Fe5O12ساخته‌اند. الکترودهای پلاتینی با ضخامت ۱۵ نانومتر بر روی دو انتهای این نوار رسوب داده می‌شوند، بطوریکه یک میلیمتر از عایق Y3Fe5O12 بین این دو الکترود قرار دارد.
این گروه از طریق یکی از الکترودها یک جریان الکتریکی به افزاره می‌فرستد تا باعث تجمع الکترون‌های اسپین- بالا در سطح مشترک این پلاتین و Y3Fe5O12 شود در حالیکه الکترون‌های اسپین- پایین در سطح مقابل این پلاتین تجمع می‌یابند. این یک رفتار شناخته شده در بین فیزیکدان‌ها است و اثر هال اسپینی نامیده می‌شود.
اگرچه الکترون‌های داخل پلاتین نمی‌توانند در عایق جریان یابند ولی می‌توانند به اسپین‌های داخل Y3Fe5O12 که نزدیک سطح مشترک هستند، گشتاور وارد کنند. این اسپین‌های ایستا نیز به همسایگانشان گشتاور وارد می‌کنند. آنها نیز همان کار را انجام می‌دهند و اختلال اسپینی به مانند یک موج در عایق منتشر می‌گردد.
وقتی این موج به الکترود پلاتینی دیگر می‌رسد فرایند عکس تکرار می‌گردد- موج اسپینی می‌تواند اسپین را در عرض این سطح مشترک انتقال دهد و تجمعی از الکترون‌های اسپین- بالا ایجاد کند. این امر باعث ایجاد یک ولتاژ اسپین- هال می‌شود و باعث جریان یافتن الکترون‌ها در الکترود دیگر می‌گردد.
نتایج این تحقیق در مجله‌ی Nature منتشر شده است.
