Nuovi effetti orbitronici in materiali superconduttori grazie a Istituto Nanoscienze di Pisa (Cnr Nano), Istituto Spin (Cnr Spin) e Dipartimento di Fisica dell’Università di Salerno
Un passo in avanti è stato compiuto sulla strada verso la comprensione di nuovi effetti per lo sviluppo di tecnologie quantistiche innovative grazie ad una proficua collaborazione tra l’Istituto Nanoscienze di Pisa (Cnr Nano), l’Istituto Spin (Cnr Spin) e il Dipartimento di Fisica dell’Università di Salerno.
La ricerca di nuovi dispositivi elettronici per il raggiungimento di una maggiore efficienza energetica, miniaturizzazione, e velocità di operazione, punta a sfruttare i gradi di libertà quantistici degli elettroni, come il momento angolare di spin e orbitale, piuttosto che la loro carica. Nei solidi, infatti, gli stati elettronici sono formati da orbitali atomici e le corrispondenti informazioni orbitali, in analogia al grado di libertà di spin, possono essere controllate, manipolate e trasportate, dando vita a una tipologia completamente nuova di elettronica, denominata orbitronica. Il team di ricerca, composto da Luca Chirolli e Francesco Giazotto del Cnr Nano, Maria Teresa Mercaldo e Claudio Guarcello del Dipartimento di Fisica di Salerno, Mario Cuoco, del Cnr Spin–Salerno, ha recentemente scoperto un effetto di conversione di supercorrente in una corrente che trasporta solo l’informazione orbitale degli elettroni senza dissipazione.
L’effetto Rashba-Edelstein orbitale proposto assume un carattere colossale data l’intensità con cui si manifesta, se confrontato al caso della conversione di supercorrente in una corrente di spin. Il risultato apre la strada a nuovi dispositivi superconduttivi completamente basati su meccanismi orbitronici e magneto-elettrici e propone materiali a contenuto orbitale rilevante come una nova piattaforma per applicazioni tecnologiche.
La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Physical Review Letters e per la sua rilevanza è stata selezionata come “Editor’s Suggestion”.
Colossal Orbital Edelstein Effect in Noncentrosymmetric Superconductors, Luca Chirolli, Maria Teresa Mercaldo, Claudio Guarcello, Francesco Giazotto, and Mario Cuoco, Phys. Rev. Lett. 128, 217703 – Published 26 May 2022, DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.217703
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