Spinnhalleffekt er en effekt som består i at en elektrisk strøm som sendes inn i et materiale fører til en oppsamling av spinn på kantene til materialet.
Den omvendte spinnhalleffekten består i at en spinnstrøm som sendes inn et materiale fører til en oppsamling av elektrisk ladning på kantene til materialet.
Effekten er praktisk anvendbar i faststoff-fysikk, da den muliggjør eksperimentell måling av spinnpolariserte strømmer.
Spinnhalleffekten er en type halleffekt som avhenger av spinnet til ladningsbærerne. Den klassiske halleffekten er uavhengig av spinn og består i at en elektrisk strøm som går gjennom et materiale med et påtrykt magnetisk felt vil gi opphav til en elektrisk spenning på tvers av materialet. Dette kommer av den magnetiske Lorentzkraften, som gjør at elektronene i strømmen bøyer av til siden, slik at ladning samler seg opp langs kanten til materialet. Halleffekten vises i figur a.
Den omvendte spinnhalleffekten består i at ladning samler seg opp langs kanten til materialet når en spinnstrøm, i stedet for en ladningsstrøm, injiseres i materialet. Denne effekten krever også tilstedeværelsen av spinn-bane-kobling og vises i figur c.
En spinnstrøm består av at spinn-opp-elektroner beveger seg i én retning, mens spinn-ned-elektroner beveger seg i motsatt retning. På den måten transporteres spinn, men det er ingen netto forflytning av elektrisk ladning, siden like mange elektroner går i én retning som i motsatt retning.
I motsetning til den vanlige halleffekten krever ikke spinnhalleffekten at et magnetisk felt er til stede. I stedet er det nødvendig med spinn-bane-kobling, som enten kommer fra selve geometrien til materialstrukturen eller fra spredning av elektroner på urenheter i materialet.
Spinnhalleffekten og den omvendte spinnhalleffekten ble først teoretisk beskrevet av de russiske fysikerne Mikhail Dyakonov og Vladimir Perel i 1971. Effekten ble først eksperimentelt observert mer enn 30 år etter prediksjonen.
Den viktigste nåværende applikasjonen av spinnhalleffekten er at den gjør det mulig å eksperimentelt detektere tilstedeværelsen av en spinnstrøm. Dette skjer ved den såkalt omvendte spinnhalleffekten, hvor en spinnstrøm blir konvertert til en ladningsstrøm som i sin tur skaper en elektrisk spenning som enkelt kan måles.
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.