在空間和時間上都確認了熱自旋電流

電子擁有自己的角動量。他們打開自己的軸。在物理學中，這個屬性的技術術語是“旋轉”。這種電子自旋使電子表現(xiàn)為磁鐵。然而，特別的是，即使它們保持其位置(即不移動)，電子也可以將它們的自旋傳遞給相鄰的電子。這種類似鏈式反應的過程，其中旋轉作為信息被稱為自旋電流。它可以通過電子元件兩端之間的溫度差異產生。旋轉電流優(yōu)于通常的電流的優(yōu)點是它幾乎不產生任何額外的熱量，從而節(jié)省更多的能量。

不使用電子機器(如計算機)產生的大部分熱量。實際上，通常需要大量的能量來冷卻它們。由比勒費爾德物理學家Timo Kuschel博士和GünterReiss博士領導的研究小組利用DFG優(yōu)先計劃SpinCaT研究如何產生，操縱和檢測自旋電流。“這將使我們能夠將浪費的熱量用于新型數據存儲以及基于自旋電流的其他計算機組件，從而有助于節(jié)省能源，”Kuschel解釋說。

與國立和國際大學合作，Timo Kuschel博士，Oliver Reimer博士和博士生Panagiota Bougiatioti最近在旋轉量熱學的基礎研究方面取得了三項突破。

確認自旋電流： 根據Kuschel的說法，確認在特定材料中產生自旋電流并不是一件小事。“在某些材料中，它不能明確地顯示出來，因為其他效果如經典的熱電效應也會被自動檢測出來。” 比勒費爾德博士生Panagiota Bougiatioti現(xiàn)已成功開發(fā)出一種方法，用于過濾和分離寄生效應和產生自旋電流的效應。這使科學家能夠明確地確定特定材料中是否產生自旋電流。項目團隊還包括奧斯納布呂克大學的研究人員和格勒諾布爾的歐洲同步輻射裝置(ESRF)。它在“物理評論快報”雜志上發(fā)表了研究結果?？臻g中 的自旋電流：自旋電流沿著溫度差移動：磁信號從例如熱轉移到冷。獲得比勒費爾德大學物理學院博士學位的奧利弗·雷默博士成功地建立了一個新的設置，可以在一個小的長度和特定的空間方向上產生溫度差異?，F(xiàn)在，這可以誘導在材料中空間變化的自旋電流 - 之前，這在一個方向上是可能的 - 并且研究新的效應，這取決于自旋電流的方向。比勒費爾德項目團隊與雷根斯堡大學合作開展了這項研究。Reimer在“自然”雜志“科學報告”中作為第一作者展示了其結果。

旋轉電流及時： 在另一個項目中，Timo Kuschel博士與伊利諾伊大學的Johannes Kimling博士一起使用非常短的時間尺度來測量旋轉電流出現(xiàn)所需的時間。借助最先進的激光技術，科學家們不斷重復他們的實驗，同時改變自旋電流的產生和出現(xiàn)之間的時間：1,10或25皮秒后的自旋電流有多大?國際項目團隊的論文發(fā)表在“物理評論快報”雜志上。

Timo Kuschel博士和D.GünterReiss教授有興趣繼續(xù)他們在自旋電子學領域的研究：'這個領域已經對基礎研究產生了很大的影響，但在應用方面仍處于起步階段。因此，下一步將是將物理學的基礎知識轉移到技術應用中。