Puntos cuánticos son el centro de un nuevo diseño de transistor para corrientes polarizadas por spin.
La espintrónica es una de las tecnologías que se prevé va a cambiar la naturaleza de la computación y las comunicaciones en los próximos años. Hasta ahora, todos los componentes electrónicos, como transistores, han explotado una única propiedad del electrón: su carga. Pero los electrones tienen otra propiedad, el espín, que también se puede aprovechar para codificar información.
Así que encontrar formas de manipular el espín electrónico es una prioridad en muchos laboratorios del mundo. Y ya hay muchos dispositivos basados en el espín cerca de su comercialización. Esto no significa que no haya espacio para más cosas y hoy, E. C. Siqueira y Guillermo Cabrera de UNICAMP en Brasil, proponen una nueva idea para los transistores espintrónicos basados en el exótico fenómeno de la reflexión Andreev.
Coloque un trozo magnetizado de hierro cerca de un superconductor y se producirá un efecto inusual. Normalmente, los electrones aislados no pueden entrar en un superconductor. Pero si el espín de un electrón en el hierro es exactamente opuesto al de otro electrón, se pueden combinar para formar un par de Cooper que sí puede entrar en el superconductor. Este proceso deja un hueco en el hierro que viaja por la interfaz con el superconductor, algo conocido como reflexión Andreev.
Por supuesto, este proceso depende mucho del espín de los electrones. En teoría, es posible apagar y encender este efecto manipulando el espín.
Lo que sugieren Siqueira y Cabrera es una forma novedosa de controlar este encendido y apagado. Proponen usar dos ferromagnetos para inyectar electrones con el espín polarizado en el sistema. En uno de estos ferromagnetos la dirección del campo magnético es fija, mientras que en el otro puede variar. Pero en lugar de conectar directamente estos ferromagnetos al superconductor, la corriente de espín primero tiene que pasar a través de dos puntos cuánticos.
Esto lleva a un patrón complejo de corrientes. Primero, hay corrientes de polarizadas en spin procedentes de cada ferromagneto que viajan hacia el superconductor. Luego hay reflexiones Andreev que se mueven desde el superconductor. Y los puntos de fusuón en los que se mezclan e interfieren estas corrientes son los puntos cuánticos.
Con la ayuda de algunos trucos matemáticos, Siqueira y Cabrera demuestran que el resultado final es una corriente polarizada en spin a través del ferromagneto fijo que se puede modular, y apagarse y encenderse, cambiando la disposición en el otro ferromagneto. En otras palabras, un transistor espintrónico.
Aunque la física implicada es compleja, la estructura de este dispositivo es relativamente simple y por lo tanto tendría que ser bastante fácil construirlo y probarlo.
La siguiente gran pregunta es si funcionará como sugieren Siqueira y Cabrera. Ellos hacen un número de suposiciones que tendrán que ser probadas experimentalmente antes de que se pueda seguir su desarrollo, sobre el comportamiento de su sistema y cómo interactúan sus componentes.
Aún así, es un planteo exótico a un problema interesante.
Jean Lucas Méndez T.
20122876
EES Secc 2
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