Ядерные спины управляют током в пластиковых светодиодах

Физики из Университета Юты использовали субатомные «вращения» в ядрах изотопов водорода для контроля тока, питающего свет в дешевом, пластиковом светодиоде при комнатной температуре и без сильных магнитных полей.

Исследование, опубликованное в пятничном номере журнала «Science», приближает физиков к практическим машинам, которые работают на спинтронике: сверхбыстрые квантовые компьютеры, более компактные устройства хранения данных и пластиковые или органических светодиоды, более эффективные, чем используемые сегодня в дисплеях сотовых телефонов, компьютеров и телевизоров.

«Мы показали, что можем, используя комнатную температуру, пластмассовые электронные устройства, видеть ориентацию мельчайших магнитов в природе — вращения мельчайших атомных ядер, — говорит профессор физики Кристоф Беме, один из главных авторов исследования. — Это может привести к новым способам хранения информации, улучшению дисплеев и более скоростным компьютерам».

В новых экспериментах физики смогли прочитать ядерных спины двух изотопов водорода: протия и дейтерия.  Изотопы были встроены в недорогие пластмассовые полимерные или органические полупроводники под названием MEH-PPV, OLED, которые светятся оранжевым цветом при подаче тока.

Исследователи перевернул спины ядер водорода для контроля электрического тока, делая его сильнее или слабее.  Они сделали это при комнатной температуре и без мощной световой бомбардировки или магнитных полей, иными словами, в нормальных условиях эксплуатации для большинства электронных устройств.

Электронные устройства используют электрический ток или электроны — отрицательно заряженные частицы, вращающиеся вокруг ядер или центров атомов.  Современные компьютеры хранят данные в электронном виде в виде двоичных «битов», где ноль представлен отсутствием электрического заряда, а единица – его наличием.

В спинтронике данные хранятся на спинах электронов.  Спин часто сравнивают с крошечным стержневым магнитом, как стрелка компаса, которая направлена либо вверх, либо вниз.  Ядерные ориентации спинов живут дольше, поэтому лучше хранят данные.