مخطط يُوضح جهاز قياس SHE في تيار سبيني محقون في مادة موصلة فائقة.
المصدر: Taro Wakamura
للمرة الأولى على الإطلاق، نجحت مجموعة بحثية من جامعة طوكيو في قياس مفعول هول السبيني (spin Hall effect) في مادة موصلة فائقة (superconductor)، ويُعتبر مفعول هول السبيني، الذي لم يتم فحصه بعمق في الموصلات الفائقة بعد، مسؤولاً عن تحويل التدفق المغناطيسي إلى تدفق تياري.
تُعتبر السبينترونيك، أو الإلكترونيات التي تستغل السبين (spin) أو اللف الذاتي الخاص بالإلكترونات، حقل أبحاث يجذب الاهتمام بشكل متزايد خلال الفترة الحالية، ويُمكّنُنَا هذا المجال من نقل المعلومات والتلاعب بها، مع معدّلات أقل من استهلاك الطاقة، وذلك بسبب إيقاف مفعول جول الحراري (Joule heating effect) عبر استخدام تيارات سبينية نقية، وهي تدفق مكون من عزم كمية الحركة الزاوية السبيني للإلكترونات دون وجود تدفق لأي تيار مشحون.
يُمكن توليد التيارات السبينية النقية وكشفها بواسطة مفعول هول السبيني (SHE)، وتعتمد سعة SHE على المادة، وكلما كان SHE أكبر، كانت فعالية التحويل بين التيار المشحون والتيار السبيني أكبر، ونتيجةً لذلك، أجريت الكثير من الدراسات لاكتشاف المواد التي تتمتع بـ SHE أكبر.
في الوقت الذي تُعتبر فيه معادنٌ عاديةٌ مثل البلاتينيوم والتنغستين مرشحين واعدين للحصول على قيم مرتفعة لـ SHE، فقد حصلت الموصلات الفائقة على القليل من الاهتمام في مجال البحث عن قيم مرتفعة لـ SHE.
وقد ذكرت مجموعة البحث التابعة للدكتور أوتاني من "معهد فيزياء الحالة الصلبة"، أنهم رصدوا SHE في مادة موصلة فائقة للمرة الأولى، حيث حضّرت المجموعة جهازاً باستخدام نتريد النيوبيوم، وقاست SHE في الحالات العادية والموصلة الفائقة. وعبر استغلال الميزة الإلكترونية الاستثنائية للموصلات الفائقة، فإن SHE يُصبح في الحالة الموصلة الفائقة أكبر بحوالي 2000 مرة مما هو الحال عليه في الوضع العادي.
تُقدم هذه النتيجة الكثير على طريق الوصول إلى الدارات المنطقية السبينية (spin logic circuits) والتطوير المستقبلي لأجهزة سبيترونيك الموصلة الفائقة.
