Fizikai, besidarbuojantys spintronikos srityje, bando sukurti prietaisus, kurie duomenims perduoti naudotų ne elektronikoje įprastą elektronų krūvį, o jų vidinį judesio kiekio momentą, vadinamą sukiniu.
Vis dėlto silpna elektrono sukinio ir elektros srovės sąveika visą reikalą gerokai apsunkina. Jošinoris Tokura (Yoshinori Tokura) iš RIKEN Pažangiųjų mokslo instituto kartu su kitais kolegomis iš Japonijos visai neseniai atskleidė, jog puslaidininkinė medžiaga bismuto telūro jodidas BiTeI dėl savo neįprastos struktūros gali gerokai pagelbėti mokslininkams.
Sukinys gali būti dviejų būsenų, kurios dar vadinamos orientacijomis, – nukreiptas į viršų arba į apačią. Paprastai elektronas, orientuotas į viršų, turi lygiai tiek pat energijos kiek ir elektronas, orientuotas į apačią. Šis vadinamasis energijos išsigimimas kaip reikiant apsunkina skirtingos orientacijos sukinių valdymą. „Pagrindinis metodas, kuris taikomas spintronikoje – sukinių valdymas elektros srove arba įtampa, – pasakoja straipsnio bendraautoris Kijokas Išizaka (Kyoko Ishizaka) iš Tokijo universiteto. – Panaikinus šį išsigimimą, būtų galima taikyti daugybę naujoviškų sukinių susiejimo su srove būdų“.
Viena iš galimybių atskirti dviejų sukininių būsenų energiją yra panaikinti atominės gardelės simetriją, pavyzdžiui, dviejų medžiagų sandūroje arba paviršiuje. Tai vadinama Rašbos efektu. Fizikai yra stebėję šį reiškinį, tačiau energijos atskyrimas tokiose dvimatėse sistemose yra per menkas, kad jį būtų galima taikyti konstruojant realius prietaisus. Minėtųjų Japonijos mokslininkų komanda eksperimentiškai parodė, jog Rašbos pobūdžio efektas būdingas trimačiam (tūriniam) bismuto telūro jodidui BiTeI. „Dvimatėse Rašbos tipo sistemose spintronikos funkcionavimo pagrindus griauna nuo paviršiaus nutolę elektronai, kurie išlieka išsigimę, – aiškina K. Išizaka. – Tačiau šioje medžiagoje visų reikalingų elektronų sukininių būsenų energijos yra suskilę“.
Tyrėjai dominantį darinį nagrinėjo vadinamuoju kampinės skiriamosios gebos fotoemisijos spektroskopijos metodu, kuomet paviršiaus elektronai, sužadinti atskriejusių spindulių, atskleidžia energetinę medžiagos sandarą. Matavimai parodė, kad energijos suskilimas yra pakankamai didelis, kad bismuto telūro jodidas būtų tinkamas įvairioms spintronikos funkcijoms. Tyrėjai taip pat nutarė teoriškai sumodeliuoti nagrinėjamą sistemą, kad geriau suprastų šios reiškinio prigimtį. Paaiškėjo, jog didžiąją dalimi skilimą lėmė sluoksniuota medžiagos atominė struktūra, kur bismuto, telūro ir jodo atomai išsidėsto atskiromis trikampiškosios gardelės pakopomis.
„Toliau mes imsimės nuo sukinio priklausančių pernašos ir optinių BiTeI savybių, tikėdamiesi, jog pavyks sukonstruoti veikiantį prietaisą“, – planus atskleidžia tyrėjai.
