Исследователям из Майнцского университета Иоганна Гутенберга (Германия) впервые удалось наблюдать практически полную спиновую поляризацию в сплаве Гейслера при комнатной температуре. Это подтверждение теории, которого так долго ждали физики и химики во всем мире, сыграет важную роль в развитии информационных технологий — в частности, спинтроники.
Сплав Гейслера со 100% спиновой поляризацией - прорыв в спинтронике
Фотоэмиссионная спектроскопия позволяет определить спиновую поляризацию тонких пленок сплава Гейслера

Сплавы Гейслера состоят из трех различных металлов, выстроенных в структурированную решетку. Им давно предрекали великое будущее в качестве компонентов высокотехнологичных устройств для хранения и обработки информации (например, считывающих головок жестких дисков или ячеек энергонезависимой памяти), однако практическая реализация этих идей долгое время оставалась под вопросом. Теперь немецкие физики продемонстрировали, что сплав Co2MnSi обладает необходимыми свойствами.

Электроны в металлах и полупроводниках выступают в роли носителей электрического заряда. Однако помимо заряда, играющего важную роль в обычной электронике, эти частицы характеризуются спином, что легло в основу такого направления квантовой электроники, как спинтроника.

С точки зрения спинтроники важную роль играет спиновая поляризация электронов — упорядоченность их спинов. Идеальный материал будет иметь 100% спиновую поляризацию. Теоретически, эти свойства должен был демонстрировать сплав Гейслера Co2MnSi, однако на практике наблюдать 100% спиновую поляризацию при комнатной температуре ученым удалось только сейчас.

Ключ к успеху крылся в подготовке образцов с идеальной точностью, чтобы ничто не нарушало упорядоченность структуры материала. Этого удалось достичь, используя технологию подготовки тонких пленок сплава в глубоком вакууме. Проведенная фотоэлектронная спектроскопия подтвердила: да, Co2MnSi демонстрирует 100% спиновую поляризацию. Вот он, материал будущего, свойства которого были предсказаны теоретически и подтверждены экспериментально.

Сплавы Гейслера представляют интерес для ученых по всему миру. Их возможное применение не ограничивается областью спинтроники — например, уже в ближайшем будущем эти сплавы могу стать основой для создания бесшумных магнитных холодильников.