Ilustração esquemática do dispositivo para a medição
do SHE em um supercondutor. Injeção de corrente de spin (I) entre o ferromagnético
(Py) e o não magnético (cobre: Cu) gera
correntes de spin puras (JS) no cobre. Correntes puras de spin fluem
através do cobre em um supercondutor (nitreto de nióbio: NbN), e são
convertidas em correntes de carga (JQ) através da SHE no interior do nitreto de
nióbio. (Imagem: Taro Wakamura)
Pesquisadores da Universidade de Tóquio mediram
pela primeira
vez com êxito o efeito Hall de spin em
um supercondutor ("Quasiparticle-mediated
spin Hall effect in a superconductor"). O efeito Hall de spin é responsável pela conversão de
fluxo magnético em fluxo de corrente e não foi estudado em detalhes em
supercondutores.
A spintrônica, campo de pesquisa que explora
o spin do elétron, tem atraído um interesse crescente nas últimas décadas. Ela
nos permite transmitir e manipular a informação com menor consumo de energia,
devido à supressão do efeito Joule usando correntes puras de spin, um fluxo do
momento angular do spin dos elétrons sem qualquer fluxo de carga.
Correntes
puras de spin podem ser geradas e detectadas através do efeito Hall de spin (spin Hall effect - SHE). A amplitude do SHE
depende do material. Um maior SHE indica conversão mais eficiente entre corrente
de carga e corrente de spin, assim, muitos estudos têm sido realizados para
descobrir materiais que apresentam um maior SHE. Considerando que metais
normais, como platina ou tungstênio são tidos como candidatos promissores para
a obtenção de grande SHE, pouca atenção tem sido dada ao SHE em
supercondutores.
O grupo de
pesquisa do professor Otani relatou a primeira observação do SHE em um
supercondutor. O grupo preparou um dispositivo utilizando nitreto de nióbio, e
mediu o SHE nos estados supercondutor e normal. Explorando o caráter eletrônico
não convencional dos supercondutores, o SHE no estado supercondutor torna-se
mais de 2.000 vezes maior do que no estado normal.
Este
resultado avança sobre a realização de circuitos lógicos de spin e no futuro
desenvolvimento da spintrônica em dispositivos supercondutores.
