Общеизвестно, что фундаментальной концепцией, на которой построена работа сегодняшних компьютеров и другого электронного оборудования, является свойство электрона переносить электрический заряд. Мы мало задумываемся над этим, но существуют и альтернативные пути развития электроники. Исследователи предсказывают появление нового поколения гораздо более компактных, быстрых и эффективных с точки зрения затрат энергии устройств, если удастся взять за основу другое свойство электрона — спин. Проблема кроется в том, что пока ученым не удается перевести решение задачи управления спином или предсказания его состояния в область практических применений.
Во многих исследовательских учреждениях по всему миру физики работают над указанной проблемой. Недавно появились сведения о том, что ученым из Эдинбурга в Шотландии, Калифорнийского университета и университета Огайо удалось найти способ управления спином электрона.
В ходе работы ученые прикладывали напряжение к электрону, находящемуся в так называемой "квантовой точке", которая является крошечным кусочком полупроводника нанометрового размера. Импульс энергии изменял направление вращения электрона. Одновременно происходило излучение частицы света — фотона. По словам одного из авторов проекта, Ричарда Вобертона (Richard Warburton), физика из университета Хериот-Уотта в Эдинбурге, обычно невозможно управлять таким процессом — электрон самостоятельно меняет спин в некоторый момент времени. Однако в ходе эксперимента удалось контролировать время процесса.
В основу эксперимента легла теория Саши Говорова (Sasha Govorov), адъюнкт-профессора университета штата Огайо. Для работы был использован арсенид индия — полупроводник, который используется в электронике.
Ученым удалось изменять время, в течение которого электрон изменял спин и излучал фотон, от одной до двадцати наносекунд. Теоретический верхний предел пока не достигнут, поэтому работы будут продолжены. Способность управлять спином помогает определять свойства излучаемого фотона, что, в свою очередь, может иметь практическое значение для развития оптоэлектроники.
Источник: Ohio University