Elektronen rotieren auf ihrem Weg durch den Chip in einem spiralförmigen Muster. Durch eine Spannungsänderung ändert sich die Wellenlänge dieses Musters und die Orientierung des Spins kann somit beeinflusst werden. An einem bestimmten Ort (grauer Kasten) hat der Elektronenspin abhängig von der Spannung eine andere Orientierung. (Bild: Universität Basel, Departement Physik)
Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X. Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes Elektrons ist dabei immer an seine Bewegung, also seine Bahn im Chip gekoppelt. Diese Spin-Bahn-Kopplung erlaubt zwar die gezielte Manipulation des Elektronenspins durch ein äusseres elektrisches Feld, bewirkt aber auch den Zerfall der Ausrichtung des Spins, was zu einem Informationsverlust führen würde. In einer internationalen Kollaboration mit Kollegen aus den USA und Brasilien haben nun Wissenschaftler um Professor Dominik Zumbühl vom Departement Physik und vom Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel eine neue Methode entwickelt, mit der eine gezielte Spinmanipulation möglich ist, ohne unter solch einem Zerfall zu leiden. übermittlung der Spins über lange Distanzen beeinflussen.
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