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(noticias nanowerk) Los dispositivos espintrónicos son dispositivos electrónicos que utilizan el espín de los electrones (una forma de momento angular inherente al electrón) para lograr un procesamiento de alta velocidad y un almacenamiento de datos de bajo costo. En este sentido, el par de transferencia de espín es un fenómeno clave que permite dispositivos espintrónicos ultrarrápidos y de baja potencia. Sin embargo, recientemente, el par de órbita de giro (SOT) ha surgido como una alternativa prometedora al par de transferencia de giro.
Muchos estudios han investigado el origen del SOT y han demostrado que en materiales no magnéticos, un fenómeno llamado efecto Hall de espín (SHE) es la clave para lograr el SOT. En estos materiales, la presencia de una estructura de “banda de Dirac”, una disposición específica de los electrones en términos de su energía, es importante para lograr un SHE grande. Esto se debe a que la estructura de la banda de Dirac contiene «puntos calientes» para la fase Berry, un factor de fase cuántica responsable del SHE intrínseco. Por lo tanto, los materiales con puntos críticos de fase de baya adecuados son cruciales para el desarrollo de SHE.
En este contexto, el material siliciuro de tantalio (TaSi2) es de gran interés porque tiene varios puntos de Dirac cerca del nivel de Fermi en su estructura de bandas, que son adecuados para la práctica de la técnica de la fase Berry.
Para demostrar esto, un equipo de investigadores dirigido por el profesor asociado Pham Nam Hai del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica del Instituto de Tecnología de Tokio (Tokyo Tech), Japón, examinó recientemente la influencia de los puntos calientes de la banda de Dirac en la dependencia de la temperatura del SIE. en TaSi2.
«La tecnología monopolar de fase Berry es una línea de investigación interesante, ya que puede conducir a dispositivos espintrónicos SOT eficientes de alta temperatura, como la memoria de acceso aleatorio magnetorresistiva», explica el Dr. Hai sobre la importancia de su estudio.
Sus resultados fueron publicados en la revista. Cartas sobre Física Aplicada (“Efecto Hall de giro mejorado a alta temperatura en el siliciuro no centrosimétrico TaSi2 impulsados por los monopolios de la fase Berry»).
A través de varios experimentos, el equipo observó que la eficiencia SOT de TaSi2 permaneció casi sin cambios de 62 K a 288 K, lo que fue similar al comportamiento de los metales pesados convencionales. Sin embargo, con un aumento adicional de la temperatura, la eficiencia del SOT aumentó repentinamente y casi se duplicó a 346K.
Además, el SHE correspondiente también aumentó a un ritmo similar. Esto difería significativamente del comportamiento de los metales pesados convencionales y sus aleaciones. Después de un análisis más detallado, los investigadores atribuyeron este aumento repentino de SHE a altas temperaturas a los monopolos en fase de baya.
«Estos resultados proporcionan una estrategia para mejorar la eficiencia de SOT a altas temperaturas mediante la tecnología monopolo de fase Berry», enfatiza el Dr. Hola.
De hecho, su estudio destaca el potencial de la técnica monopolo de fase Berry para explotar eficazmente el SHE en materiales no magnéticos y proporciona una nueva vía para el desarrollo de dispositivos espintrónicos SOT ultrarrápidos, de alta temperatura y de baja potencia.
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