Ученые выяснили, что сопротивление и резонансную частоту такого прибора можно регулировать, поворачивая антиферромагнетики еще на этапе изготовления.

Кроме того, физики установили диапазон частот, на которых устройство выпрямляет переменный ток. Оказалось, что он в несколько раз больше, чем у обычных спиновых диодов, а его чувствительность сравнима с чувствительностью полупроводниковых диодов.

Обычные электронные приборы, такие как диоды, триоды, транзисторы, работают только с зарядами частиц, используемых для регулирования величины и направления пропускаемого тока.

Вместе с тем, электроны обладают еще одним важным свойством, которое тоже можно использовать для создания подобных приборов, — у них есть спин.

Спиновый диод в настоящее время является одним из самых перспективных спинтронных приборов. Он состоит из двух тонких слоев ферромагнетика, разделенных диэлектриком, а в основе работы этого устройства лежат эффекты туннельного магнетосопротивления и вращения в результате переноса спина.

Когда электрический ток проходит через первый ферромагнитный слой спинового диода, спины электронов выстраиваются в нем вдоль намагниченности слоя. Если же на пути получившегося тока стоит еще один магнитный слой, его намагниченность начинает поворачиваться. В этом и заключается эффект переноса спина.

С другой стороны, ферромагнитный слой можно рассматривать как эффективное препятствие для поляризованного тока. Получается, что сопротивление такого устройства будет зависеть от взаимной ориентации намагниченностей двух магнитных слоев.

Группа российских ученых под руководством Константина Звездина описала способ, с помощью которого можно изменять на этапе изготовления угол между намагниченностями двух слоев, а также численно исследовала свойства предложенной схемы.

Физики «зажали» спиновый диод между двумя антиферромагнитными слоями с различными температурами Нееля, что позволило управлять углом между намагниченностями ферромагнетиков.

Ученые исследовали, как угол между намагниченностями ферромагнитных слоев θ зависит от угла между полями смещения φ, который контролируется поворотом антиферромагнетиков.

Оказалось, что такая зависимость действительно существует, но угол θ можно изменять только в диапазоне от 110 до 170 градусов, пишет N+1.