Nouvelles interactions du spin de l’électron et spintronique
La physique à N corps est la base pour comprendre et décrire les comportements émergents de nombreuses particules en interaction, dont les propriétés sont souvent différentes et plus complexes que celles des particules individuelles. En d'autres termes, l'ensemble est supérieur à la somme des parties. L'électron fait partie des particules étudiées. L'électronique conventionnelle est basée sur du courant issu du déplacement de charge (les électrons chargés) et a complètement ignoré le spin des électrons. Dans les circuits classiques, ces spins sont aléatoires. Toutefois, la capacité à contrôler les spins - par exemple, à les aligner ou les polariser, c'est-à-dire les interactions à N corps - offre un potentiel incroyable pour les nouveaux appareils. L'interaction spin-orbite fait référence à la relation entre l'état de spin d'un électron et son moment cinétique orbital (le moment associé à sa révolution autour du noyau). Le phénomène est à la base de la spintronique, également appelée spinélectronique ou magnétoélectronique, qui jette les bases théoriques des dispositifs quantiques. Des chercheurs européens bénéficiant d'un financement du projet Spinmanybodyseminano («Spin and many-body interaction phenomena in semiconductor nanostructures») ont étudié et résolu de nombreux problèmes liés à l'interaction spin-orbite résultant de l'effet combiné de deux types, à savoir les interactions spin-orbite Bychkov-Rashba et Dresselhaus, dans un système d'électrons bidimensionnel. Les scientifiques ont déterminé une formule exacte pour une fonction de polarisation spécifique, démontrant les singularités (les points auxquels les comportements irréguliers apparaissent) conduisant à des oscillations de Friedel, des schémas d'ondulation étranges des répartitions des charges positives et négatives autour d'une charge fixe. En outre, ils ont présenté une solution exacte au problème des états de bords de spins et ont démontré de nouveaux modes programmables par l'application de champs électriques et magnétiques, fournissant ainsi un outil efficace pour contrôler le déplacement des spins dans des dispositifs de spintronique.Les chercheurs ont également prédit un nouveau type d'interaction spin-orbite dans les semi-conducteurs à double couche, à savoir l'état Hall de spins associé à l'accumulation de spins dans une couche induite par un courant électrique dans l'autre couche. Les efforts soutenus dans le cadre du projet permettront à coup sûr d'élucider certains phénomènes plus nouveaux liés à l'interaction spin-orbite, avec des applications directes dans des dispositifs novateurs de spintronique.
