Учёные Токийского университета совершили важное открытие в области спинтроники, продемонстрировав возможность создания однонаправленного спин-поляризованного тока в монослое сплава таллия и свинца при комнатной температуре. Это открытие опровергает устоявшееся мнение о том, что однослойные структуры практически полностью прозрачны и минимально взаимодействуют со светом.

Однонаправленное течение тока, обнаруженное в ходе исследования, может проложить путь к созданию более экологичных систем хранения данных, в частности, сверхтонких двумерных спинтронных устройств.

«Традиционно спинтроника имела дело с более толстыми материалами. Однако нас больше интересовали очень тонкие системы из-за их уникальных свойств. Мы решили объединить эти направления и исследовать преобразование света в спин-поляризованный ток в двумерной системе», — поясняет Рёта Акияма, один из исследователей.

Для наблюдения этого явления, известного как «круговой фотогальванический эффект», учёные использовали сплавы таллия и свинца толщиной в один атом. Эксперименты проводились в условиях сверхвысокого вакуума во избежание окисления материала. При облучении сплавов поляризованным светом исследователи смогли наблюдать изменения направления и величины протекающего электрического тока.

«Ещё более удивительным оказалось то, что это был именно спин-поляризованный ток: направление спина электронов совпадало с направлением тока благодаря уникальным свойствам этих тонких сплавов», — отмечает Акияма.

В дальнейшем учёные планируют искать новые двумерные тонкие сплавы с уникальными электронными свойствами и использовать терагерцовый лазер с меньшей энергией для повышения эффективности преобразования света в спин-поляризованный ток.