Rice Universitetinin alimləri atomik nazik materiallarda qırışların elektron spinlərini idarə etmək üçün yeni bir üsul aşkar ediblər. Bu kəşf ultrakiçik və enerji effektiv elektron cihazların inkişafına yol aça bilər.

Hal-hazırda əksər elektron cihazlar elektronların silisium vasitəsilə axınına əsaslanaraq məlumatı emal edir və kodlaşdırır. Gələcəkdə spintronika, elektronların kvant xüsusiyyəti olan spinindən istifadə edərək, bu texnologiyanı əvəz edə bilər. Spintronikadan istifadə edən cihazlar enerji istehlakını əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər, xüsusilə də məlumat mərkəzlərinin qlobal enerji istifadəsi artdığı bir zamanda. Lakin spintronikanın ən böyük çətinliyi spinlə kodlanmış məlumatın tez bir zamanda dağılması və elektronların material içindəki atomlarla toqquşması zamanı itirilməsidir.

Rice Universitetinin alimləri jurnal "Matter"də dərc olunan araşdırmalarında molybdenum ditelluride kimi atomik nazik materialların bükülməsi ilə yaranan unikal spin toxuması olan "persistent spin helix" (PSH) strukturu aşkar ediblər. Bu toxuma spin vəziyyətini saxlayaraq toqquşmalara qarşı davamlı olur. Araşdırmanın baş müəllifi Sunny Gupta qeyd edir ki, "Tipik materiallarda spin elektronların hərəkətinə bağlıdır. İstiqamət dəyişdikdə spin də dəyişir. Lakin PSH vəziyyətinə malik materiallarda spin vəziyyəti sabit qalır. Bu nadir xüsusiyyətlərə malik materialları yaratmaq isə indiyə qədər çətin idi."

Materialşünas Boris Yakobsonun rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu müəyyən edib ki, 2D materiallarda qırışlar elektron spin vəziyyətlərini idarə etmək üçün effektiv bir üsul ola bilər. Bükülən materialın üst tərəfi uzanır, alt tərəfi isə sıxılır. Bu qeyri-bərabər gərginlik müsbət və mənfi yüklərin bir-birinə nisbətən azca yer dəyişməsinə səbəb olur və nəticədə daxili elektrik sahəsi yaranır. Bu fenomen "flexoelektrik polarizasiya" adlanır.

Bu təsir nəticəsində elektron spinləri bükülən 2D materialda unikal toxuma yaradır. Elektron spinləri "yuxarı" və "aşağı" vəziyyətlərə bölünərək təxminən 1 nanometrə qədər hərəkət edir. Gupta bildirir ki, "Molybdenum ditelluride kimi materiallarda yaranan bu PSH vəziyyətləri spin-precession uzunluğunu təxminən 1 nanometrə endirir. Bu, indiyə qədər qeydə alınmış ən qısa uzunluqdur."

Yakobson isə əlavə edir ki, "Bu iş göstərir ki, 2D materialların mexaniki olaraq bükülməsi fərqli və ekzotik sahə profillərini mühəndislik üçün effektiv strategiya kimi istifadə edə bilər. Sadə bir 'mexaniki sıxma' elektron spinlərini bölərək PSH toxuması yaradır." Gupta qeyd edir ki, bu araşdırma kvant davranışları və elastik mexanika kimi adətən ayrı olan fizika sahələrinin birləşməsinin nəticəsidir.

Araşdırmanın nəticələri gələcəkdə spintronika sahəsində yeni texnologiyaların inkişafına böyük təsir göstərə bilər.