स्पिन पम्पिंग

स्पिन पंपिंग चुंबकीय क्षणों की सुसंगत पूर्वता द्वारा शुद्ध स्पिन धारा की गतिशील पीढ़ी है, जो चुंबकीय सामग्री से स्पिन को निकटवर्ती गैर-चुंबकीय सामग्री में कुशलता से अन्तःक्षेप कर सकती है। गैर-चुंबकीय सामग्री सामान्यतः स्पिन हॉल प्रभाव को होस्ट करती है जो इंजेक्टेड स्पिन धारा को आसानी से पता लगाने वाले आवेश वोल्टेज में बदल सकती है। स्पिन पंपिंग प्रयोग में सामान्यतः चुंबकीय अनुनाद को प्रेरित करने के लिए विद्युत चुम्बकीय विकिरण की आवश्यकता होती है, जो ऊर्जा और कोणीय संवेग को विद्युत चुम्बकीय तरंगों (सामान्यतः माइक्रोवेव) से चुंबकीय गतिशीलता और फिर इलेक्ट्रॉनों में परिवर्तित करता है, जिससे विद्युत चुम्बकीय तरंगों का इलेक्ट्रॉनिक पता लगाना संभव हो जाता है। स्पिन पंपिंग के उपकरण संचालन को बैटरी का स्पिंट्रोनिक्स एनालॉग माना जा सकता है।

स्पिन पंपिंग में प्रत्यावर्ती धारा प्रभाव और दिष्ट धारा प्रभाव सम्मिलित होता है:


 * प्रत्यावर्ती धारा प्रभाव एक स्पिन धारा उत्पन्न करता है जो माइक्रोवेव स्रोत के समान आवृत्ति पर दोलन करता है।
 * दिष्ट धारा प्रभाव के लिए आवश्यक है कि चुंबकीय गतिशीलता गोलाकार ध्रुवीकृत या दीर्घवृत्तीय ध्रुवीकरण हो, जबकि रैखिक दोलन केवल एक प्रत्यावर्ती धारा घटक उत्पन्न कर सकता है।
 * दोनों प्रभावों के परिणामस्वरूप प्रभावी चुंबकीय अवमंदन में शुद्ध वृद्धि होती है।

फेरोमैग्नेट (लौहचुम्बक) में स्पिन पंपिंग
पूर्ववर्ती चुंबकीय क्षण द्वारा आसन्न परत में पंप की गई स्पिन धारा इस प्रकार दी जाती है

$$\vec j_s = {\hbar \over {4 \pi}} g^{\uparrow \downarrow} {1 \over M_S^2} \langle \vec M(t) \times {{d \vec M(t))} \over {dt}} \rangle $$

जहां $$\vec j_s$$ स्पिन धारा है (सदिश स्पिन के अभिविन्यास को इंगित करता है, धारा की दिशा को नहीं), $$g^{\uparrow \downarrow}$$ स्पिन-मिक्सिंग चालन है जो इंटरफ़ेस की स्पिन पारदर्शिता को दर्शाता है, $$ M_S$$ संतृप्ति चुंबकत्व है, और $$\vec M(t)$$क्षण का समय-निर्भर अभिविन्यास है।

ऑप्टिकल, माइक्रोवेव और इलेक्ट्रिकल तरीकों की भी खोज की जा रही है। इन उपकरणों का उपयोग स्पिंट्रोनिक उपकरणों में कम-शक्ति डेटा ट्रांसमिशन के लिए किया जा सकता है या विसंवाहक के माध्यम से विद्युत संकेतों को संचारित करने के लिए है।

एंटीफेरोमैग्नेट (प्रतिलौह चुम्बक) में स्पिन पंपिंग
एंटीफेरोमैग्नेटिक सामग्रियों में स्पिन पंपिंग गायब नहीं होती है क्योंकि एंटीपैरल समानांतर चुंबकीय क्षण स्पिन धारा में विध्वंस के स्थान पर रचनात्मक रूप से योगदान करते हैं, जिसकी सैद्धांतिक रूप से 2014 में पूर्वानुमान किया गया था। चूंकि एंटीफेरोमैग्नेटिक अनुनाद की आवृत्ति फेरोमैग्नेटिक रेजोनेंस की तुलना में बहुत अधिक है, इसलिए एंटीफेरोमैग्नेट में स्पिन पंपिंग का उपयोग उप-टेराहर्ट्ज़ और टेराहर्ट्ज़ शासन में विद्युत चुम्बकीय संकेतों का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है, जिसे 2020 में दो स्वतंत्र प्रयोगों द्वारा प्रदर्शित किया गया था।

उच्च आवृत्ति के अतिरिक्त, एंटीफेरोमैग्नेट्स में स्पिन पंपिंग में चुंबकीय गतिशीलता की स्वतंत्रता की चिरैलिटी डिग्री की सुविधा होती है जो फेरोमैग्नेट्स में उपस्थित नहीं होती है। उदाहरण के लिए, बाएं हाथ और दाएं हाथ के अनुनाद मोड द्वारा पंप की गई स्पिन धाराएं विपरीत दिशा में होती हैं।

यह भी देखें

 * स्पिंट्रोनिक
 * स्पिन तरंग
 * स्पिन हॉल प्रभाव